不同应力路径下超固结黏土试样变形局部化分析

基于改进伏斯列夫面超固结黏土三维本构模型，利用有限元软件abaqus材料子程序接口，采用回映应力更新算法，实现了该模型在有限元分析中的应用。通过该模型与比奥固结理论的耦合，对超固结比为8的超固结黏土在三轴压缩、三轴伸长及平面应变应力条件下的变形局部化问题，进行了水-土耦合弹塑性有限元分析。分析结果表明：剪切带带内、带外点经历不同应力路径；剪切带带外单元经历了体缩、剪胀及被吸水体缩过程，而剪切带带内单元一直保持剪胀趋势；剪切带的形成伴随着剪胀，剪切带内、外出现了负的孔压，且孔压的分布也具有局部化特性。关于剪切带带内、外的孔隙水压及体变变化趋势与剪切速率有关，而平面应变介于三轴压缩与三轴伸长之间，但平面应变较早出现剪切带。孔隙水的迁移速度影响剪切带带内单元的剪胀，进而影响剪切带的形成及发展；而围压和弱单元位置也对剪切带的形成也有影响。