各向异性

各向异性 应力-应应应应应应应应应应应应应应应应系是土体本构模型的基,也是土力学中最重要的内容之一,有常用的土体本构模型建立在重塑土三、应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应 直剪基上,大多用三个主力或平均主力和广剪应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应 力，或八面体法向力与剪力,表示,因而无法反映力矢应应应应应应应应应应应应应应应应应应应量方向的化,即主力方向的化,也无法考土体自身应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应 构的影响。句,土体形成粒形状、粒接触及与成应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应因有的不同沉方式等引起的各向异性,以及力路应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应 径土体形的影响,有本构模型大多莫能助。随着应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应 建筑物等的提高及工程建模的大,的要求越来越应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应 高,系、深入掌握地基土体特性,建立合理、准确的应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应 模型是提高精度和可靠性的有效保。工程中土体的力应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应 路径非常,不有力大小的化,有力方向的化,应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应不有静或准静化，基坑挖、堤修筑程中主力大应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应 小和方向准静化,,有，荷、波浪、潮汐荷,不同率、应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应不同的化,不有一的力作用,有多重力先后应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应作用,地基土体在些力作用下有一个著特点:塑性增应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应量方向与大主力方向、大主力增量方向不共,土体的形应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应来很大困,常用土体本构模型因采用相流法无法准确力路 径下土体的形,一重大缺陷高速路、大型堤等形应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应要求极高的工程来巨大的工程患,迫切需要行研究。力路应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应径下土体的物理力学性非常,受多因素影响,而土体固有的应应应应应应应应应应应应应应应应应应应原生各向异性更加了的性,土体塑性与主力方向不共应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应象是的外部表象,示象后面的本,有必要展一揭 系列力路径下土体特性的研究,目前方面的研应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应 究已始，如国家自然科学基金目应应应应应应应应应应应应应应 50808145,50978231,10902005,50909057,10972159等双向激振荷、循荷、应应应应应应应应应应应应非比例加、主力循旋下和砂土、粘土的形、应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应度及强 破坏机理行了研究,,但力路径下土体力不共应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应即非共塑性理的建立尚未引起高度重,是反映土体应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应 原生各向异性和次生各向异性本构模型的之一,随着水平的提应应应应应应应应应应应应应应应高,器的展,工程用的需要,展方面的研究已迫在眉睫。应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应大多数岩土工程材料由于初始，原生,各向异性及力引起的次生各向异性作用,加程中都会生塑性与主力不共象,一应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应象在早期砂土及重塑土的主力旋中已被:不主力向旋应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应是循旋,主增量方向既不与主力增量方向重合, 也不与主力方向重合。例如应应应应应应应应应Symes et al.，1984、1988,砂土的排水及不应应应应应应应应排水主力定向旋,大主增量方向始与大主应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应力方向，中也是大主力增量方向,有偏差，8?~15?左右,,随着剪力增加,应应应应偏差有减小的。多研究者,低水平下主增量方向应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应接近主力增量方向,高水平下,主增量方向靠于主力方向,但应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应Wijewickreme & Vaid，1993,的表明,随着水平的增加,主应应应应应应应应应应应应应应应应应应增量的方向只是由最初的主力增量方向控制逐主力方向和应应应应应应应应应应应应应应应应应应应主力增量方向双重支配。在主力循旋中,应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应Ishihara & Towhata，1983,及Symes et al.，1984,等砂土不排水果,始循主增量和主应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应力增量的方向比一致,随后主增量方向始偏向主力方应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应向,但他中主力旋范都限制在应应应应应应应应应应应应应应应应45?内。Wong & Arthur，1986,排水应应应条件下砂土主力旋研究,大主增量方向接近大主应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应力增量方向而不是大主力方向,也就是循中主增量方应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应向更多受到主力增量方向的支配。此外,主增量方向应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应受土体原生各向异性影响,如Saada & Ou，1973,的重塑粘土果表明,应应应应应应应应应应力作用下土体增量沿沉称方向展,即主要受控于土体的粒排列,应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应Wong & Arthur，1985,也在主力方向和主增量方向的系上原应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应生各向异性表出很重要的作用。国内方面的研究非常少,建固、黄茂松等，应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应2006,应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应合岩土体的形分叉特性非共的力率行了研究, 非共塑性率流方向不与当前力状有,取应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应决于当前的力率,应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应申人在原状粘土主力旋不排水中 也了主增量和主力增量的方向不一致象,此外应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应 应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应两个方向的角不与剪力水平有,与主力旋角度、中主力系数有,但于目研究内容不同未作深入应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应探。 应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应力不共象在主力旋中大量存在,憾的是,从上世七十年代应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应荷下砂土液化研究到在,国内外学者没有重一,而是重点建立能反映砂土剪特性及应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应 初始各向异性影响的本构模型,此修应应应应应应应应应应应应应应应应应应正模型或界面行了大量修正和展,例如用合力不量，应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应含反映土体微构的构量,建立/旋应应应屈服面，或应应应应应界面,，Spencer, 1971,Oda & Nakayama, 1988,Wang et al., 1990等,、用旋应硬化法反映次生各向异性，应应应应应应应应应应Hashiguchi, 1979,Pietruszczak & Mroz, 1983,Anandarajah & Dafalias, 1987等,。近年来建立的砂土和重塑土各向异性本构模型，Gutierrez et al., 1991,Wu & Bauer, 1994,Gajo & Wood, 2001,Li & Dafalias, 2002、2004等,可以考向加应应应应应和循加,但不能考反向加或非性加等力路径,而应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应且大多化起应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应仍采用相的流法,即含了主力方向与塑性方向共的假应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应。忽力不共是些模型的一大憾,但由此来的工程患和用限制就无法应“应”憾再用表示了。 应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应力路径下力不共象普遍存在,有模型又无能力,应应应应应应应应应应应应应应应应应应力路径下土体本构模型的建立使一凸出来,如果没有合适的非共塑性流理应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应解决个,模型的正确性和适用性就要打个大大的号了。目前主力旋力路径作用的研究象主要砂土和应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应重塑土,中土体主增量方向如应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应何化,主要受哪些因素影响,其中原生各向异性的影响程度如何等很多目前应应应应应应应应应应应应应应应应没有一的,有研究大多限于象应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应描述,不深度不,系性也很欠缺,而且未涉及原状粘土,力不共一要应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应得到解决,必建立在系基上,应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应从象、分析始,研究其影响因素及展应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应律,从土体内在形机理出,研究有非共 塑性流理的应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应适用性和局限性,并在此基上提出新的适用于力路径下的土体非共塑性流理。目前国应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应 上原状粘土力非共研究未始,如能应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应抓住机尽快展方面研究应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应将在国同行中具有先。波浪荷作用 下堤的定分应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应析,基坑挖中定及形、高速公，,路下路基的形控制等工程的应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应算分析迫切需要有合理的本构理应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应依据,些、重大的工程都无法回避力不共,可本目研究一方面可以加深力路径下应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应 土体形特性的,应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应另一方面也土体各向异性本构模 型的建立奠定理基,本目研究成果不应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应填土力学塑性流方面的空白,也有极高的用应应应应应价。 本目粘土研究象,因粘土粒的定向沉特性应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应使其其它应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应土体有著的原生各向异性,便于研究原生各向异性主力增量与主增量不共性的影响,而应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应且国上相研究大多砂土行,力路径下粘土的研究目应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应 前非常少。最重要的是,我国沿海地区广泛分布着深厚的粘土,目研究成应应应应应应应应应果可以后本构模型研究提应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应供依据和理准,而且可以直接用于工程建,应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应造巨大的效益。目将在浙江大学5Hz空心柱应应应上行,器可以主力，应应应应应应应应应应应应应应应应应0-5Hz,旋,不可用于重塑土应应应应应应应应应应研究,可行原状土,应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应室内真模各力路径造了极有利条件。本申应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应目将充分比、分析国内外砂土、重塑土研究成果,在此基上应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应通不同模式的主力旋,系研究原状 应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应粘土和重塑粘土主增量方向与主力增量方向及主力 方向的系,确定应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应其主要影响因素及土体原生各向异 性的作用,掌握原状粘土主增量方向化应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应律,建立非共塑性流理,力路径下原状粘土本构模型建立应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应奠定理基。本目研究度很大,但展、应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应应完善土体基本特性及本构模型研究有着非常重要的意应应应应应应应应应应应应应应,也是土体塑性流理用于工程的重要基研究。应应应应应应应应应应应应