基于土体吸应力的强度折减法

doi:10.3969/j.issn.1674-0696.2017.03.13

重庆交通大学学报（自然科学版） ›› 2017, Vol. 36 ›› Issue (3): 79-83.DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2017.03.13

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基于土体吸应力的强度折减法

邓友生，刘华飞，姚志刚，许文涛，吴鹏

(湖北工业大学土木工程与建筑学院，湖北武汉 430068)

收稿日期:2015-09-12 修回日期:2016-02-15 出版日期:2017-03-20 发布日期:2017-03-24
作者简介:邓友生(1969—)，男，湖南桂阳人，教授，博士，主要从事基础工程方面的研究。E-mail：dengys2009@126.com
基金资助:
国家自然科学基金项目(51378182)

Strength Reduction Method Based on Suction Stress

DENG Yousheng, LIU Huafei, YAO Zhigang, XU Wentao, WU Peng

(School of Civil Engineering & Architecture，Hubei University of Technology，Wuhan 430068，Hubei，P.R.China)

Received:2015-09-12 Revised:2016-02-15 Online:2017-03-20 Published:2017-03-24

摘要/Abstract

摘要： 分析了基于Fredlund公式的非饱和土强度折减法的不足；介绍了考虑物理化学力、基质吸力的吸应力理论；基于吸应力理论提出一种非饱和土强度折减法运用FLAC3D有限差分计算程序，对比分析了分别基于吸应力理论与基于Fredlund公式的非饱和土强度折减法的效果，验证了基于土体吸应力的强度折减法的合理性和准确性。研究结果表明：在常用基质吸力和坡角范围内，基于吸应力理论的土体强度折减系数与基于Fredlund公式所求的折减系数基本相等，且基于吸应力理论的非饱和土抗剪强度折减法更符合强度折减的定义，具有更加清晰的物理意义。

关键词: 岩土工程, 吸应力, 土水特征曲线, 强度折减, 有限差分

Abstract: The deficiency of strength reduction method for unsaturated soil based on Fredlund formula was analyzed； and then the suction stress theory considering physicochemical force and matric suction was introduced.A strength reduction method for unsaturated soil based on suction stress theory was proposed； and the effect of the unsaturated soil strength reduction method based on the Fredlund formula and the suction stress theory was compared and analyzed respectively by using the finite difference software FLAC3D，the reasonableness and accuracy of strength reduction method based on soil suction stress were verified.The results show that the reduction factor based on the suction stress theory is basically the same with one based on Fredlund formula in the range of common matrix suction and slope angle； moreover，the unsaturated soil shear strength reduction method based on the suction stress theory is more in line with the definition of strength reduction，which has a more clear physical meaning.

Key words: geotechnical engineering, suction stress, SWCC, strength reduction, finite difference

中图分类号:

TU433

邓友生，刘华飞，姚志刚，许文涛，吴鹏. 基于土体吸应力的强度折减法[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2017, 36(3): 79-83.

DENG Yousheng, LIU Huafei, YAO Zhigang, XU Wentao, WU Peng. Strength Reduction Method Based on Suction Stress[J]. Journal of Chongqing Jiaotong University(Natural Science), 2017, 36(3): 79-83.

参考文献

［1］ ZIENKIEWICZ O C，HUMPHESON C，LEWIS R W.Associated and non-associated visco-plasticity and plasticity in soil mechanics［J］.Géotechnique，1900，25(4)：671-689.
［2］ GRIFFITHS D V，LANE P A.Slope stability analysis by finite elements［J］.Géotechnique，2001，51(7)：653-654.
［3］黄琨，万军伟，陈刚，等.非饱和土的抗剪强度与含水率关系的试验研究［J］.岩土力学，2012，33(9)：2600-2604.
HUANG Kun，WAN Junwei，CHEN Gang.Testing study of relationship between water content and shear strength of unsaturated soils［J］.Rock and Soil Mechanics，2012，33(9)
： 2600-2604.
［4］刘子振，言志信，凌松耀，等.非饱和土边坡抗剪强度的力学参数影响及灵敏度分析［J］.中南大学学报(自然科学版)，2012，43(11)：4508-4513.
LIU Zizhen，YAN Zhixin，LING Songyao，et al.Sensitivity analysis and influence of mechanical parameters on shear strength of unsaturated soil slope［J］.Journal of
Central South University (Science and Technology)，2012，43(11)：4508-4513.
［5］申春妮，方祥位，王和文，等.吸力、含水率和干密度对重塑非饱和土抗剪强度影响研究［J］.岩土力学，2009，30(5)：1347-1351.
SHEN Chunni，FANG Xiangwei，WANG Hewen，et al.Research on effects of suction，water content and dry density on shear strength of remolded unsaturated soils［J］.Rock
and Soil Mechanics，2009，30(5)： 1347-1351.
［6］林鸿州，李广信，于玉贞，等.基质吸力对非饱和土抗剪强度的影响［J］.岩土力学，2007，28(9)：1931-1936.
LIN Hongzhou，LI Guangxin，YU Yuzhen，et al.Influence of matric suction on shear strength behavior of unsaturated soils［J］.Rock and Soil Mechanics， 2007，28(9)：
1931-1936.
［7］陈茜，骆亚生，程大伟.非饱和土有效应力及其参数的确定［J］.工程力学，2013，30(6)：340-345.
CHEN Xi，LUO Yasheng，CHENG Dawei.Effective stress and parameters of unsaturated loess［J］.Engineering Mechanics，2013，30(6)： 340-345.
［8］赵成刚，李舰，刘艳，等.非饱和土力学中几个基本问题的探讨［J］.岩土力学，2013，34(7)：1825-1831.
ZHAO Chenggang，LI Jian，LIU Yan，et al.Discussion on some fundamental problems in unsaturated soil mechanics［J］.Rock and Soil Mechanics，2013，34(7)： 1825-1831.
［9］刘艳，赵成刚，蔡国庆，等.非饱和土力学理论的研究进展［J］.力学与实践，2015，37(4)：457-465.
LIU Yan，ZHAO Chenggang，CAI Guoqing，et al.Research progress of unsaturated soil mechanics［J］.Mechanics in Engineering，2015，37(4)： 457-465.
［10］赵成刚，韦昌富，蔡国庆.土力学理论的发展和面临的挑战［J］.岩土力学，2011，32(12)：3521-3540.
ZHAO Chenggang，WEI Changfu，CAI Guoqing.Development and challenge for soil mechanics［J］.Rock and Soil Mechanics，2011，32(12)：3521-3540.
［11］ LU N，LIKOS W J.Origin of cohesion and its dependence on saturation for granular media［C］// Biot Conference on Poromechanics.US： American Society of Civil
Engineers， 2014：1669-1675.
［12］ LU N，LIKOS W J.Suction stress characteristic curve for unsaturated soil［J］.Journal of Geotechnical & Geoenvironmental Engineering，2006，132(2)：131-142.
［13］ LU N，GODT J W，WU D T.A closed-form equation for effective stress in unsaturated soil［J］.Water Resources Research，2010，46(5)： 567-573.
［14］陈育民，徐鼎平.FLAC/FLAC3D基础与工程实例：2版［M］.北京：中国水利水电出版社，2009.
CHEN Yumin，XU Dingping.Bases of FLAC/FLAC3D and Its Engineering Examples［M］.2nd ed.Beijing： China Water & Power Press，2009.
［15］张芳枝，陈晓平.非饱和黏土变形和强度特性试验研究［J］.岩石力学与工程学报，2009，28(增刊2)：3808-3814.
ZHAO Fangzhi，CHEN Xiaoping.Experimental study on characteristics of deformation and strength of unsaturated clay［J］.Chinese Journal of Rock Mechanics and
Engineering，2009，28 (Sup2)： 3808-3814.

[1]	张华1，张正琦2 ，程高3，4，田伯科1. 黄土地区陡崖坡段桩基合理临坡距研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(07): 93-98.
[2]	王宗建1,2，李畅1，肖亮2，卢谅2. 加筋黏性土加筋效果的三轴试验研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(07): 99-106.
[3]	叶险峰，韩以江，祝敕捷，程雍. 基于改进变权-TOPISIS的锚固边坡失稳风险评估[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(02): 108-115.
[4]	张霄，尹占超，刘啸，段崇豪，郝彭帅. 综合物探法在运营岩溶隧道病害探查中的应用[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(10): 60-66.
[5]	何叶1,2，赵明阶1，汪魁1，吉跃辉1. 基于电阻率试验的真空饱水-干燥循环砂岩性能分析[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(09): 127-131.
[6]	任松1，王乐1，谢凯楠1,2，姜德义1，蒋翔1. 基于声发射计数信息熵的页岩拉压破坏临界特征试验研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(08): 101-107.
[7]	包小华1，章宇1，徐长节2，付艳斌1，崔宏志1，谢雄耀3. 双线盾构隧道施工沉降影响因素分析[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(03): 51-60.
[8]	倪文兵. 基于静力学理论的地下水浮力研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(03): 61-68.
[9]	唐红梅，王平，王林峰. 变化裂隙岩体的压缩破坏RFPA数值模拟[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(02): 103-110.
[10]	周恩全，伊思航，许想，陆建飞. 基于热力学耗散的饱和砂土循环液化特性研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(02): 111-117.
[11]	代志力1，2，向中富1，2，周蕙3. 矩阵化的有限差分算法声波方程仿真效率分析[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(01): 67-71.
[12]	秦网根1,2,蔡正银1,关云飞1,李小梅1. 典型区域软弱土室内水泥固化三轴CD试验[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(01): 103-108.
[13]	王恒1，蒋先念1，李树建2，贾智丹1. 三峡库区危岩体劣化特征及变形破坏模式研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2019, 38(12): 92-96.
[14]	张建经1 ，马东华1，曾鹏毅1，孙延军2，何梦2. 新型便携式钻孔剪切仪研发与测试分析[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2019, 38(11): 90-97.
[15]	吴锦华1，袁智洪2，周泳峰3. 古滑坡泥灰岩模拟相似材料试验研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2019, 38(10): 81-86.

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