基于变湿应力概念的膨胀土初始开裂分析

含水率变化时膨胀土体积会产生吸水膨胀或失水收缩，这与温度变化时一般材料的反应相似。当土体的胀缩变形受到约束时就会产生应力，据此提出了变湿应力的概念。借用温度应力理论分析思路，基于弹性力学理论，采用变湿应力来计算土体的胀缩变形，建立了用含水率变化计算变湿应力的理论模型。揭示了裂隙产生的机理是不同埋深处土体水分丧失速率的不同，产生了不均匀的收缩变形。提出了膨胀土初始开裂的临界变湿判据，经比较与实测结果较一致。利用该模型，推导了地表蒸发条件下膨胀土的裂隙初始开展深度，并对其与土体变形模量、胀缩特征参数等的关系进行了讨论。