考慮溫度影響的改進(jìn)西原流變模型及一維固結(jié)解

陳 航，劉干斌，郭 華，周 曄，吳章儼

(寧波大學(xué)巖土工程研究所，浙江 寧波 315211)

在核廢料處理、地?zé)衢_(kāi)采、熱力管線(xiàn)埋設(shè)、公共交通系統(tǒng)等諸多工程建設(shè)領(lǐng)域，溫度對(duì)土體力學(xué)性質(zhì)的影響受到越來(lái)越多的關(guān)注[1]。此外，大量工程也表明，軟黏土具有顯著的流變性[2]。因此國(guó)內(nèi)外學(xué)者開(kāi)展了諸多軟黏土的流變?cè)囼?yàn)、流變模型研究。例如郭華等[3-4]基于四元件流變模型，即是由一個(gè)彈性模量為E0的彈簧、一個(gè)黏滯系數(shù)為η0的黏壺和一個(gè)Kelvin體串聯(lián)而成，考慮溫度影響，建立了寧波軟黏土流變固結(jié)模型，并在廣義Merchant三元件模型基礎(chǔ)上，引入溫度膨脹系數(shù)，建立了飽和土體三元件熱流變模型。楊超等[5]通過(guò)分別加載和分級(jí)加載2種方式進(jìn)行了一維固結(jié)流變?cè)囼?yàn)，研究了上海海相軟土一維固結(jié)流變特性和計(jì)算模型。

由于西原模型能較好地模擬巖土的流變特征，近年來(lái)許多學(xué)者對(duì)西原模型進(jìn)行了改進(jìn)，例如郤保平等[6]從熱力耦合作用下花崗巖的流變機(jī)制研究出發(fā)，建立熱力耦合作用下花崗巖的流變模型。左建平等[7]作了熱力耦合作用下巖石流變模型的本構(gòu)研究，并基于西原流變模型得出熱力耦合作用下西原模型的蠕變方程、卸載方程和松弛方程。張旭東[8]為探究軟巖隧道圍巖變形的蠕變時(shí)效性，采用非定常黏滯體對(duì)西原模型進(jìn)行修正，分析了圍巖黏彈性和塑性階段隧道圍巖變形過(guò)程，推導(dǎo)得到了隧道圍巖黏彈塑性解。曹瑞瑯等[9]將Hoek-Brown強(qiáng)度準(zhǔn)則引入到西原流變本構(gòu)模型，得到了支護(hù)條件下Hoek-Brown準(zhǔn)則西原模型的圓形隧洞黏彈塑性解。……