考虑颗粒破碎的粗粒土剪胀性统一本构模型

粗粒土作为无黏性散粒状材料具有状态依赖特性，土体的剪切特性受密度和应力水平影响。易破碎是粗粒土的另一个特点，颗粒破碎影响粗粒土的剪胀、内摩擦角、峰值强度和渗透系数。为了能够准确地描述粗粒土的应力-应变关系，采用初始状态参量描述粗粒土的内部状态，根据三轴试验数据建立考虑颗粒破碎耗能的应力-应变关系，采用相关联流动法则推导考虑颗粒破碎的粗粒土剪胀性“统一本构模型”，并建立初始状态参量与模型参数之间的关系。所建立的统一本构模型既考虑了颗粒破碎对剪胀、内摩擦角的影响，又考虑了剪切特性对土体初始状态的依赖。采用变异粒子群算法拟合试验曲线，确定模型参数。模型计算结果能够很好地拟合试验曲线。采用同一组参数对假定的初始状态进行模拟计算，计算结果表明，模型能够模拟不同初始密度和应力水平下粗粒土变形的一般规律。