纯主应力旋转条件下饱和黏土累积变形的热力学模型分析

程晓辉 1 ，陈志辉 2 

(1. 清华大学土木工程系，北京 100084；2. 中铁二院工程集团有限责任公司，四川 成都 610031)

摘 要：不同于岩土弹塑性模型和经验回归模型，提供了一个基于颗粒固体流体动力学的热力学本构模型。该模型通 过对岩土颗粒固体的弹性弛豫和颗粒熵运动等耗散机制的定量描述，可以模拟土体的非线性硬化、软化等宏观力学行 为，尤其适用于主应力旋转土体累积塑性应变的模拟。纯主应力旋转条件下杭州黏土的模拟结果表明：即使不改变土 体的主应力大小，纯主应力方向的旋转依然会引起土体的非弹性变形的积累。在主应力旋转过程中，土体的应变方向 与应力方向并不一致，存在明显的非共轴现象。并且应变峰值的出现明显落后于应力峰值，应力–应变关系曲线存在 较大的滞回圈，表明纯主应力旋转过程中也存在能量耗散，并非完全弹性过程。模型分析结果符合现有的试验结论。 

关键词：主应力旋转；非共轴性；热力学本构模型；弹性弛豫；颗粒熵

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