非飽和土的彈塑性本構模型探討

摘要：目前大多數采用的是基于雙應力變量來建立模型，主要是將凈應力σ-ua和基質吸力s作為兩個獨立的狀態變量，建立非飽和土的彈塑性本構模型。

關鍵詞：非飽和土；本構模型；應力應變1BBM模型

土力學理論發展以來，最核心的問題之一就是如何確定本構關系［1］。目前從飽和狀態的土擴展到非飽和狀態需要解決的最主要問題是由含水率或吸力變化導致土體體積變化、強度變化和水利性質發生變化，大多數采用的是基于雙應力變量來建立模型，主要是將凈應力σ-ua和基質吸力s作為兩個獨立的狀態變量。而Alonso（1990）也是在此基礎上提出了最早的非飽和土本構模型（BBM模型）。

在BBM模型的影響下，廣大學者在該模型基礎上拓展，相繼涌現出了很多非飽和土本構模型，并且非飽和土本構模型的研究也一度成為土力學的熱點之一［24］。BBM模型中最重要的是提出了兩條屈服線：一條是非飽和土屈服應力隨吸力變化曲線， 簡稱LC加載濕陷屈服線（Loading-collapse yield curve），由該曲線可預測非飽和土的濕化變形特性；另一條非飽和土體屈服是由吸力變化引起的，簡稱吸力增加屈服線SI （Suction Increase），把該兩條屈服線同時繪制在坐標軸中并與坐標軸所圍的區域稱之為彈性區，不管應力路徑穿過加載濕陷屈服線還是吸力增加屈服線，土體都會發生屈服。而該模型在p-q-s空間中可以用圖1表示，p-s空間中邊界線LC的表達式為：p0pc=p*0pcλ（0）-kλ（s）-k（1）圖1p-q-s空間內的三維應力屈服面

其中：p*0、p0為飽和、非飽和土的先期固結壓力，pc為參考應力，與飽和狀態下臨界狀態線斜率相同。……