三维各向异性砂土UH模型

为了全面地描述砂土在三维空间不同方向上的本构特性,应当综合考虑各向异性和中主应力的影响。该文在砂土UH（统一硬化）模型的基础上,采用各向异性的变换应力方法,发展了三维各向异性砂土UH模型。该方法通过调整不同方向应力分量的相对大小,将各向异性砂土等效为各向同性砂土,并且在变换应力空间将偏平面上的破坏或屈服包线变成圆形。用各向异性的变换应力张量代替真实应力张量,能够方便地得到同时考虑各向异性和中主应力影响的砂土UH模型。与试验数据的对比表明,三维各向异性UH模型能够合理地预测真三轴应力状态下各向异性砂土的应力-应变关系。     

双向“锅盖效应”诱发戈壁荒漠长草机制分析

我国西北荒漠戈壁滩是气候干旱的不毛之地。然而，塔拉滩光伏电站建成后，场区内却出现了大面积长草的现象。本文探讨了光伏电站中野草生长的可能水分来源。从定性的角度初步探究了双向“锅盖效应”的诱发机理。通过对比光伏板区与非光伏板区分析了浅层土壤3个测点、大气的温度和水分变化规律，以及对双向“锅盖效应”的年循环和日循环水分变化规律进行简单的定量分析。结果表明光伏发电板组件及地表硬化覆盖层综合因素诱发了双向“锅盖效应”；在夏季光伏板可显著降低土壤表层温度；冬、春季以正向“锅盖效应”为主，是维持浅层土壤野草存活的主要水分供给，年循环水分提升幅度约11%~20%；而夏、初秋季以反向“锅盖效应”为主，保证了野草每日水分需求变化在小范围内波动。本文的相关研究也可为荒漠治沙提供参考。     

不同类土的基本力学特性差异性描述

压硬性、剪胀性和摩擦性为影响土应力应变关系的三大基本力学特性。对于不同种类的土，其三大基本特性既有相似之处也存在区别，相似之处为建立多种土应力应变特性的统一描述提供可能，而区别之处需要本构模型调整参数或构建参量来反映。黏土和砂土的统一硬化模型(CSUH模型)是统一模型中的一个典型代表，模型通过调整压硬性参数p_s以定量描述不同土的压硬性差别，通过硬化参量H中的状态参量ξ反映不同密度状态下土的剪胀性差别，通过变换应力方法刻画不同应力洛德角θ时土的强度差别。对比了多组黏土、砂土和堆石料等多种土料试验测量数据与CSUH模型预测数据，结果证明CSUH模型可以针对性地描述不同种类、不同密实度土的应力应变关系。     

理想膨胀性非饱和土UH模型

膨胀性非饱和土具有吸水膨胀和浸水强度降低的特点，容易引发地基不均匀沉降导致建筑物开裂破坏。构建了与土体干密度和超固结度相关的膨胀式，并将其融入已有的非饱和土UH模型，从而能够合理地描述理想膨胀土湿化过程中体积膨胀与强度降低的特性。与已有模型相比，提出的模型所需参数少，可以更合理地考虑超固结度和初始干密度对膨胀土应力应变关系的影响，同时可以体现膨胀土在超固结状态下的应力软化特性和剪胀特性。该模型在不考虑土体膨胀式时可以退化成已有的非饱和土UH模型。通过与已有膨胀性非饱和土的试验结果对比分析，验证了模型在定量描述膨胀性超固结非饱和土应力应变特性上的合理性。