《基於連續孔隙介質土力學理論研究非飽和土的本構關係》是依託北京交通大學，由趙成剛擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於連續孔隙介質土力學理論研究非飽和土的本構關係
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：趙成剛
- 依託單位：北京交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
為了更加真實和科學的反映非飽和土複雜的性質和現象，本項目將基於連續孔隙介質土力學理論，就經常困擾工程界的非飽和土的以下三方面的問題進行了探討和研究：1、考慮土體體積變化對土水特徵曲線的影響，建立相應的吸力與飽和度的關係。2、合理的考慮水的滯回和含水量循環變化的影響，建立依賴應力路徑或水的乾-濕路徑的屈服應力與吸力和飽和度之間的函式關係以及考慮硬化後載入面的函式表達式，由此給出一種用統一、一致的方法描述的非飽和土等向正常壓縮線隨吸力而變化的函式關係；然後結合本項目建立的考慮土體體積變化影響的土水特徵曲線，建立水力和力學耦合的非飽和土彈塑性數學模型。3、建立考慮氣相壓力變化影響的非飽和土彈塑性本構模型。這些問題的解決有助於非飽和土力學進一步發展，其研究成果可以為解決非飽和土的工程問題提供一些相應的理論工具。
結題摘要
基於連續孔隙介質土力學理論、對土體體積變化對土水特徵曲線的影響、非飽和土氣相壓力變化的影響、非飽和土的水力和力學耦合和臨界狀態、非飽和土本構模型的建立以及多種外界因素對非飽和土基本性質和行為等進行了系統的研究，取得以下成果：1、建立了一個能夠模擬孔隙率對土水特徵曲線的影響規律的經驗模型。2、提出了一個考慮了氣相壓力變化對土體變形的影響的非飽和土彈塑性本構模型本構模型。3、從巨觀和微觀角度,發展和建立了一個可預測膨脹性非飽和土的毛細滯回和力學行為耦合的雙尺度本構模型。模型考慮了土體微觀結構及其水利-力學的耦合作用。4、基於熱力學的理論，推導給出了非飽和土到達穩定平衡狀態（簡稱穩態）既臨界狀態的必要條件。5、 利用複合混合物理論(HMT), 建立了多組分非飽和土體多場耦合的統一理論基礎.建立了三相土體在非平衡態和平衡態時的本構關係建模的理論框架, 從而形成閉合的場方程系統. 其中的關鍵是提出了有效廣義熱力學力的概念以及近平衡態時系統內部各廣義耗散力和廣義流之間的非線性耦合的本構關係.6、考慮溫度效應的非飽和土土水特徵曲線研究基礎上，結合利用土水特徵曲線預測非飽和土相對滲透係數的方法，建立了一種預測不同溫度下非飽和土相對滲透係數的間接方法。7、基於土體非線性多場耦合模型理論框架，建立了一個非等溫條件下非飽和土彈塑性本構模型，等等。發表論文14篇,其中3篇SCI、11篇EI。博士論文2篇。
