多孔介质砂土边坡的液化模拟及加载速度效应研究
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摘要
基于有限变形理论,研究了多孔砂土边坡的液化过程及加载速度效应。借助临界状态塑性模型,从经典的弹塑性理论以及动量守恒定律出发,阐述了多孔介质岩土材料的本构关系式。编制了大型有限元计算程序,数值模拟了多孔介质砂土边坡液化的形成和发展,再现了局部化过程中变形带的形成过程,以及水压力的流动特性;研究了数值模拟中的加载速度效应问题。结果表明:在多孔介质岩土材料中,孔隙水是材料中剪切变形带产生的重要因素之一;在多孔介质砂土边坡产生临界液化的区域,孔隙水压力显著变大,其方向为变形带外法线向外,在边坡中离液化变形带较远的区域,其水压力均匀分布,方向为水平向外;加载速度对于变形带的产生有着重要的影响,加载速率越快,达到局部变形时的轴向应变越小,越早出现分叉现象;在快速加载的情况下,没有形成明显的剪切带。

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