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考虑颗粒破碎影响的珊瑚砂临界状态与本构模型研究

蔡正银, 侯贺营, 张晋勋, 张雷, 关云飞, 曹永勇

蔡正银, 侯贺营, 张晋勋, 张雷, 关云飞, 曹永勇. 考虑颗粒破碎影响的珊瑚砂临界状态与本构模型研究[J]. 岩土工程学报, 2019, (6): 989-995. DOI: 10.11779/CJGE201906001
引用本文: 蔡正银, 侯贺营, 张晋勋, 张雷, 关云飞, 曹永勇. 考虑颗粒破碎影响的珊瑚砂临界状态与本构模型研究[J]. 岩土工程学报, 2019, (6): 989-995. DOI: 10.11779/CJGE201906001
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CAI Zheng-yin, HOU He-ying, ZHANG Jin-xun, ZHANG Lei, GUAN Yun-fei, CAO Yong-yong. Critical state and constitutive model for coral sand considering particle breakage[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2019, (6): 989-995. DOI: 10.11779/CJGE201906001
Citation: CAI Zheng-yin, HOU He-ying, ZHANG Jin-xun, ZHANG Lei, GUAN Yun-fei, CAO Yong-yong. Critical state and constitutive model for coral sand considering particle breakage[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2019, (6): 989-995. DOI: 10.11779/CJGE201906001
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考虑颗粒破碎影响的珊瑚砂临界状态与本构模型研究  English Version

  • 1.南京水利科学研究院岩土工程研究所,江苏 南京 210024;
    2.北京城建集团有限责任公司,北京 100088

基金项目: 国家自然科学基金项目（51879167）; 中央级科研院所基金创新团队项目（Y317011）; 中央级公益性科研院所基本科研业务费专项资金项目（Y318009; Y318010）; 马尔代夫维纳拉国际机场改扩建工程现场水文观测等科研专题研究（GJ-YX- 2016-046）
详细信息
    作者简介:

    蔡正银(1965— ),男,江苏海安人,教授级高级工程师,博士生导师,主要从事土的基本性质与土工测试、土的本构理论、土工离心模拟技术方面的工作。E-mail: zycai@nhri.cn。

    通讯作者:

    侯贺营，E-mail：houheying1206@163.com

  • 中图分类号: TU43

Critical state and constitutive model for coral sand considering particle breakage

  • 1. Department of Geotechnical Engineering, Nanjing Hydraulic Research Institute, Nanjing 210024, China;
    2. Beijing Urban Construction Group Company Limited, Beijing 100088, China

摘要

    摘要
  • 摘要: 临界状态是土力学中一个非常重要的概念,是许多土体本构模型建立的基础。对于珊瑚砂,由于显著的颗粒破碎,其变形特性和临界状态值得深入探讨。通过不同密度和不同围压组合的一系列三轴试验,研究了颗粒破碎对土体变形特性和临界状态的影响,建立了考虑颗粒破碎影响的珊瑚砂临界状态数学表达式,并将其引入砂土状态相关剪胀方程,提出了考虑颗粒破碎影响的珊瑚砂状态相关剪胀方程和本构模型。该模型仅采用一套模型参数就能较好地反映珊瑚砂在不同密度、不同围压条件下的应力变形特性,并且可以考虑珊瑚砂的颗粒破碎特性。
    Abstract: The critical state is a very important concept in soil mechanics, and it is the foundation of many constitutive models for soils. As for the coral sand, due to significant particle breakage, its deformation characteristics and critical state are worthy of further study. To study the effect of particle breakage on the deformation characteristics and critical state of soils, a series of triaxial tests with different densities and confining pressures are carried out. A mathematical expression for the critical state of the coral sand considering particle breakage is proposed, and introduced into the state-dependent dilatancy equation for the coral sand. The state-dependent dilatancy equation and constitutive model of the coral sand considering particle breakage are proposed. The stress and deformation characteristics of the coral sand with different densities and confining pressures can be well reflected by using only one set of model parameters, and the particle breakage characteristics of the coral sand can be considered.
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    • 参考文献(13)
  • [1] ROSCOE K H, SCHOFIELD A N, WROTH C P.On the yielding of soils[J]. Géotechnique, 1958, 8(1): 22-53.
    [2] LI X S, DAFALIAS Y F.Dilatancy for cohesionless soils[J]. Géotechnique, 2000, 50(4): 449-460.
    [3] 蔡正银, 李相菘. 砂土的变形特性与临界状态[J]. 岩土工程学报, 2004, 26(5): 697-701.
    (CAI Zheng-yin, LI Xiang-song.Deformation characteristics and critical state of sand[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2004, 26(5): 697-701. (in English))
    [4] 曹培, 蔡正银. 砂土应力路径试验的数值模拟[J]. 岩土工程学报, 2008, 30(1): 133-137.
    (CAO Pei, CAI Zheng-yin.Numerical simulation of stress path tests on sand[J]. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2008, 30(1): 133-137. (in Chinese))
    [5] BANDINI V, COOP M R.The influence of particle breakage on the location of the critical state line of sands[J]. Soils & Foundations, 2011, 51(4): 591-600.
    [6] 孙吉主, 汪稔. 钙质砂的耦合变形机制与本构关系探讨[J]. 岩石力学与工程学报, 2002, 21(8): 1263-1266.
    (SUN Ji-zhu, WANG Ren.Study on coupling deformation mechanism and constitutive relation for calcareous sand[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2002, 21(8): 1263-1266. (in Chinese))
    [7] 胡波. 三轴条件下钙质砂颗粒破碎力学性质与本构模型研究[D]. 武汉: 中国科学院武汉岩土力学研究所, 2008.
    (HU Bo.Research on the particle breakage mechanical characteristics and constitutive model of calcareous sand under triaxial conditions[D]. Wuhan: Institute of Rock and Soil Mechanics, Chinese Academy of Sciences, 2008. (in Chinese))
    [8] DAOUADJI A, HICHER P Y, RAHMA A.An elastoplastic model for granular materials taking into account grain breakage[J]. European Journal of Mechanics - A/Solids, 2001, 20(1): 113-137.
    [9] 孙吉主, 罗新文. 考虑剪胀性与状态相关的钙质砂双屈服面模型研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2006, 25(10): 2145-2149.
    (SUN Ji-zhu, LUO Xin-wen.Study on two-yield surface model with consideration of state-dependent dilatancy for calcareous sand[J]. Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering, 2006, 25(10): 2145-2149. (in Chinese))
    [10] GB/T 50123—1999 土工试验方法标准[S]. 1999.
    (GB/T 50123—1999 Standard for soil test method[S]. 1999. (in Chinese))
    [11] BEEN K, JEFFERIES M G, HACHEY J.The critical state of sands[J]. Geotechnique, 1991, 41(3): 365-381.
    [12] HARDIN B O.Crushing of soil particles[J]. Journal of Geotechnical Engineering, 1985, 111(10): 1177-1192.
    [13] RICHARD F E JR, HALL J R, WOODS R D. Vibration of soils and foundations[M]. Upper Saddle River: Prentice-Hall, 1970.
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    • 施引文献(55)

  • 期刊类型引用(28)

    1. 陈锐，陈海，郝若愚，包卫星，李林，罗文敏. 地聚合物固化风积沙应力-应变-强度特性及微观结构. 浙江大学学报(工学版). 2025(01): 177-186 . 百度学术
    2. 张季如，陈敬鑫，王磊，彭伟珂. 三轴剪切过程中排水条件对钙质砂颗粒破碎、变形和强度特性的影响. 岩土力学. 2024(02): 375-384 . 百度学术
    3. 陈军浩，张艳娥，王刚，王恒. 不同固结路径下钙质砂固结排水强度性状研究. 岩土力学. 2024(08): 2290-2298 . 百度学术
    4. 孙增春，陈萌，肖杨，樊恒辉. 考虑状态相关的饱和黏土热弹塑性本构模型. 中国科学:技术科学. 2024(10): 2030-2041 . 百度学术
    5. 刘萌成，陈茂林，王涓. 钙质砂固结排水剪切特性三轴试验. 中国公路学报. 2023(01): 47-57 . 百度学术
    6. 万佳怡，孔德琼，苏思杨，彭宇，朱斌. 南海钙质砂微观构造三维图像分析与表征. 中南大学学报(自然科学版). 2023(01): 220-228 . 百度学术
    7. 蔡正银，陈元义，朱洵，唐译. 级配对珊瑚砂颗粒破碎与变形特性的影响. 岩土工程学报. 2023(04): 661-670 . 本站查看
    8. 杨震霆，蒋敏敏，李宇，白方威. 珊瑚砂颗粒破碎本构模型构建研究. 水道港口. 2023(01): 103-111 . 百度学术
    9. 汪成贵，束善治，肖杨，路德春，刘汉龙. 考虑钙质砂颗粒破碎的分数阶边界面本构模型. 岩土工程学报. 2023(06): 1162-1170 . 本站查看
    10. 陈榕，武智勇，郝冬雪，高宇聪. 高应力下石英砂三轴剪切颗粒破碎演化规律及影响. 岩土工程学报. 2023(08): 1713-1722 . 本站查看
    11. 李宝建，王哲，吕国儿，潘坤，杨仲轩，龚晓南. 复杂荷载作用下饱和钙质砂孔压特性及损耗能试验研究. 岩土工程学报. 2023(S2): 37-41 . 本站查看
    12. 史金权，肖杨，刘汉龙，Wim Haegeman. 钙质砂小应变初始剪切模量试验研究. 岩土工程学报. 2022(02): 324-333 . 本站查看
    13. 刘萌成，胡帅峰，戴鹏飞. 南海钙质砂不排水剪切特性三轴试验. 中国公路学报. 2022(04): 69-76 . 百度学术
    14. 马登辉，韩迅，关云飞，唐译. 珊瑚颗粒孔隙结构及渗流特性分析. 岩土力学. 2022(S2): 223-230 . 百度学术
    15. 姜景山，左永振，程展林，潘家军. 三维应力下密度对粗粒料力学特性的影响. 长江科学院院报. 2021(01): 89-94 . 百度学术
    16. 林澜，李飒，孙立强，李婷婷，尹蒋松. 基于分形理论的钙质土颗粒破碎状态演化研究. 岩石力学与工程学报. 2021(03): 640-648 . 百度学术
    17. 王兆南，王刚，叶沁果，殷浩. 三轴应力路径下珊瑚砂的颗粒破碎模型. 岩土工程学报. 2021(03): 540-546 . 本站查看
    18. 张季如，罗明星，彭伟珂，张弼文. 不同应力路径下钙质砂力学特性的排水三轴试验研究. 岩土工程学报. 2021(04): 593-602 . 本站查看
    19. 姜景山，左永振，程展林，韦有信，张超，夏威夷. 考虑密度影响的粗粒料剪胀模型. 人民长江. 2021(04): 182-186 . 百度学术
    20. 王兆南，王刚，叶沁果，查京京. 考虑颗粒破碎的钙质砂边界面循环本构模型. 岩土工程学报. 2021(05): 886-892 . 本站查看
    21. 姜景山，左永振，程展林，潘家军，张超，韦有信. 围压和密度对粗粒料临界状态力学特性的影响. 长江科学院院报. 2021(05): 94-102 . 百度学术
    22. 马露. 无黏性土的压缩特性及模型. 水文地质工程地质. 2021(04): 72-77 . 百度学术
    23. 罗明星，张季如，刘晓璇. 考虑应力路径和颗粒破碎影响的钙质砂剪胀特性及剪胀方程研究. 岩土工程学报. 2021(08): 1453-1462 . 本站查看
    24. 余玮平，顾琳琳，王振，闫斌，叶冠林. 钙质砂颗粒破碎对临界状态影响的试验研究. 工程地质学报. 2021(05): 1276-1285 . 百度学术
    25. 侯贺营，潘卓杰，姜朋明. 考虑颗粒破碎的钙质砂双屈服面模型. 工程科学与技术. 2021(06): 132-141 . 百度学术
    26. 张季如，华晨，罗明星，张弼文. 三轴排水剪切下钙质砂的颗粒破碎特性. 岩土工程学报. 2020(09): 1593-1602 . 本站查看
    27. 吴杨，崔杰，李能，王星，吴毅航，郭舒洋. 岛礁吹填珊瑚砂力学行为与颗粒破碎特性试验研究. 岩土力学. 2020(10): 3181-3191 . 百度学术
    28. 邓铭江，蔡正银，郭万里，黄英豪，张晨. 北疆白砂岩特殊物理力学性质试验研究. 岩土工程学报. 2020(S1): 1-5 . 本站查看

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  • 收稿日期:  2018-10-11
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