从本构模型研究到试验和光纤监测技术研发_殷建华分析报告.pdf

第33卷 第1期 岩 土 工 程 学 报 Vol.33 No.1 2011年 1月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering Jan. 2011 从本构模型研究到试验和光纤监测技术研发 殷建华 (香港理工大学土木及结构工程系，香港) 摘 要：为研究土的基本性质，验证土的本构关系，监测建筑岩土结构，进行了 以下 5 方面的研究：①土的次弹性本构模型和弹黏塑模型；②一维应变黏性土沉 降计算；③一维应变下黏性土非线性蠕变和压缩；④双室三轴装置、真三轴加载 装置、非饱和土–结构界面直剪装置和土钉抗拔箱等试验技术的研发；⑤岩土结 构光纤监测技术研发。研究结果表明：①次弹型模型较合理地描述土的非线性应 力–应变关系和重要的剪应力产生剪胀或剪缩和平均应力产生偏应变（或剪应 变）；②等效时间得到的蠕变率适合任何加载历史或路径。土的蠕变率只与土的 应力–应变状态点有关，与如何到达该点的过去的历史或者路径无关；③一维弹 黏塑性模型是严格推导出来的非线性流变模型，适合任何加载条件和状态；④假 设 A 方法低估了沉降，逻辑上是错的；假设 B 方法是对的，但用非线性流变模型 的耦合固结分析不方便使用，由此提出了一基于假设B 的简化方法，可适合各种 应力–应变状态和加载–卸载–再加载情况；⑤一个有极限的非线性函数很适合土的非线性蠕变和非线性压缩；⑥刚 柔结合的真三轴加载装置很好地解决了加载干扰问题和土样应力–应变不均问题，直剪仪可测非饱和土与结构界面的 强度参数，土钉抗拔箱可控制可监测多种参数，可用于研究土钉在多种条件下的抗拔力及其机理；⑦两种光纤技术有 其优点，可用于岩土结构监测。 关键词：本构模型；次弹性模型；弹黏塑模型；流变；双室三轴；真三轴；直剪；光纤传感器 中图分类号：TU41 文献标识码：A 文章编号：1000 –4548(2011)01 –0001 –15 作者简介：殷建华(1956 – ) ，男，博士，教授，主要从事土力学、软土工程、边坡分析与监测及室内试验等方面的教 学与研究工作。E-mail: cejhyin@polyu.edu.hk 。 From constitutive modeling to development of laboratory testing and optical fiber sensor monitoring technologies YIN Jian-hua (The Hong Kong Polytechnic University, Hong Kong, China) Abstract: This paper presents (a) constitutive models such as hypo-elastic models and elastic visco-plastic models, (b) methods for calculating the settlement of clayey soils in one-dimensional (1D) straining, (c) equations for nonlinear creep and compression of clayey soils in 1D straining, (d) development of lab testing facilities such as a double cell triaxial apparatus, a true-triaxial loading device, a direct shear box for test