不同应力路径下水土耦合超固结黏土分叉分析

基于超固结黏土三维弹塑性本构模型，导出水-土耦合部分排水条件下饱和黏土应变局部化的萌生条件，求出在不同应力路径下，单相和水-土耦合条件下超固结土分叉的三维解析解和数值解。理论分析表明，应力罗德角为-30°、15°和30°时，无论是单相条件，还是水土耦合两相介质条件，该模型均无分叉现象产生；应力罗德角为0°时，单相条件下该模型有分叉现象产生，水土耦合不排水条件下该模型无分叉现象出现，水-土耦合部分排水条件下分叉与否则与参数选取有关；应力罗德角为-15°时，无论是单相条件，还是水-土耦合条件，该模型均有分叉现象产生。利用嵌入了上述本构模型的有限元软件abaqus，对单相和水-土耦合条件下的多单元立方体应变局部化分叉现象进行数值分析。分析表明，在应力罗德角为30°时，单相条件和水土耦合条件下都无分叉现象产生；应力罗德角为15°时，单相条件下有分叉现象产生，水-土耦合不排水条件下无分叉现象出现，水-土耦合部分排水条件下何时分叉则与渗透系数大小有关；应力罗德角为-15°和0°时，单相条件和水土耦合条件下该模型均有分叉现象产生。同一应力路径下数值解相对于理论解更易出现分叉。