溫度和密度雙變量影響的飽和非飽和滲硫研究.pdf

1、滲流一直是土力學(xué)研究的一個(gè)重要問題，許多巖土工程的失穩(wěn)現(xiàn)象也是由于滲流引發(fā)的。關(guān)于非飽和土的滲流的研究已經(jīng)有了很大的進(jìn)展，本文在總結(jié)前人關(guān)于非飽和滲流研究的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了考慮密度和濕度共同影響的非飽和滲流方程，并探討了一種非飽和土本構(gòu)模型簡化計(jì)算的歸一化應(yīng)力法。通過ABAQUS中的子程序USDFLD實(shí)現(xiàn)了考慮密度變化的非飽和滲透系數(shù)在滲流中應(yīng)用，進(jìn)而計(jì)算分析了密度和濕度變化對降雨入滲的影響。本文的主要內(nèi)容如下：
　　 1.在前人

2、考慮非飽和滲流與應(yīng)力的耦合方程的基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了密度和濕度影響的非飽和滲流方程，得到了未知數(shù)只包含位移變量和水頭變量的方程組。
　　 2.提出了一種歸一化應(yīng)力，使其可將應(yīng)用非飽和土本構(gòu)模型的計(jì)算統(tǒng)一簡化。研究表明幾種有代表性的本構(gòu)模型可用歸一化應(yīng)力描述。然而，相較于屈服面基本相同的模型，屈服面完全不同且隨基質(zhì)吸力呈增大規(guī)律的本構(gòu)模型的歸一化應(yīng)力公式更為復(fù)雜。
　　 3.通過USDFLD子程序引入劉奉銀教授提出的考慮干密度和

3、濕度(飽和度)雙變量的非飽和土滲透系數(shù)函數(shù)，在ABAQUS實(shí)現(xiàn)了考慮密度和濕度雙重影響的飽和非飽和計(jì)算。通過一個(gè)檢驗(yàn)非飽和滲流分析的經(jīng)典模型，從孔隙水壓力、飽和度和滲流速度幾個(gè)方面對比分析了考慮干密度(孔隙比)和濕度(飽和度)雙變量影響下的非飽和滲流與不考慮密度變化的非飽和滲流結(jié)果的差異，表明其能揭示更多滲流信息。
　　 4.對一個(gè)寬0.4m、高5m的土柱模型，模擬了當(dāng)降雨強(qiáng)度為10ks時(shí)，計(jì)算研究了干密度(孔隙比)和飽和度共同