饱和黏土不排水抗剪强度各向异性的热力学本构模型研究.PDFVIP

第 36 卷 第 5 期 岩 土 工 程 学 报 Vol.36 No.5 2014年 .5 月 Chinese Journal of Geotechnical Engineering May 2014 DOI ：10.11779/CJGE201405005 饱和黏土不排水抗剪强度各向异性的热力学 本构模型研究 陈志辉，程晓辉 (清华大学土木工程系，北京 100084) 摘 要：基于饱和土体 TTM （Tsinghua thermodynamic soil model ）热力学本构模型分析研究了饱和黏土的不排水抗剪 强度各向异性问题。模型及试验研究表明：非等向或K 固结历史是引起土体强度各向异性的重要原因，固结应力比K 0 c 越小，不排水强度各向异性越大。不排水加载过程中主应力轴的方向对土体不排水抗剪强度和变形有着重要影响。一 般而言，当主应力轴方向从 0 °旋转到 90°时，土体的不排水抗剪强度逐渐下降，峰值应变却逐渐增大。此外，非等 向固结会导致土体主应力与主应变的非共轴性。利用 TTM 理论模型，对 Kaolin Clay 和 Boston Blue Clay 的不同试验结 果进行了模拟验证和预测。结果表明，TTM 理论模型具有反映和预测应力引起的饱和黏土强度各向异性和应变软化等 特性的能力，同时也具备精准描述主应力轴旋转等复杂路径下饱和黏土的强度和变形特征的能力。 关键词：热力学本构模型；弹性弛豫；颗粒熵运动；线性非平衡态热力学理论；Onsager 关系；强度各向异性 中图分类号：TU43 文献标识码：A 文章编号：1000 –4548(2014)05 –0836 –11 作者简介：陈志辉(1986 – ) ，男，四川金堂人，硕士研究生，主要从事饱和土体热力学本构模型研究。Email: chenzh_luckdog@163.com 。 Thermodynamic constitutive model for anisotropic undrained shear strength of saturated clays CHEN Zhi-hui, CHENG Xiao-hui (Department of Civil Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China) Abstract : An approach is proposed for the undrained strength anisotropy of saturated clays based on a thermodynamic constitutive model, TTM (Tsinghua thermodynamic soil model). The model analyses and experiments indicate that the anisotropic consolidation or K consolidation can be an important cause for the stre