软土各向异性弹塑—粘弹塑性模型及其工程应用

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本文的主要工作是研究一个适合于加载情况下软土地基(路基)沉降与稳定性分析的能够考虑土的各向异性和流变特性的本构模型.本文研究内容主要分为三部分,第一部分为各向异性弹塑性本构模型的研究;第二部分为土体流变特性的研究;第三部分是在前两方面研究内容的基础上提出了一个各向异性弹塑-粘弹塑性本构模型.第一部分的主要内容和新进展主要包括;(1)在修正剑桥模型的基础上采用新的应力比,提出了一个可以考虑初始应力诱发的各向异性的旋转屈服面,并建立了相应的本构模型;(2)通过新的各向异性弹塑性本构关系推导得出了常规三轴条件下饱和软土的不排水抗剪强度C<,u>的理论表达式.这个表达式可以综合考虑初始固结状态、应力历史的对不排水抗剪强度C<,u>影响;(3)根据新的各向异性弹塑性本构关系推导出了新的孔压表达式.该表达式考虑了中主应力、初始K<,0>固结、主应力轴旋转对孔压发展的影响.并采用新的孔压公式计算分析了平面应变条件下由于上部荷载导致的各向异性地基土中不不同位置处的孔压发展,与实测结果进行了对比.第二部分的主要内容和新进展主要包括:(1)应力历史对饱和软粘土一维次压缩性影响实验研究;(2)提出了"等次压缩指数线"概念并在这个概念的基础上建立了一个一维弹塑-粘弹塑性模型.(3)通过大量的实验数据对模型进行了验证.第三部分的主要内容和新进展主要包括:(1)在前面研究的基础上建立了一个各向异性弹塑-粘弹塑性本构模型;(2)采用新模型推导出了不排水蠕变的长期强度表达式.(3)对一实验路堤进行了分析计算;
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