基于连续孔隙介质土力学理论研究非饱和土的本构关系

为了更加真实和科学的反映非饱和土复杂的性质和现象，本项目将基于连续孔隙介质土力学理论，就经常困扰工程界的非饱和土的以下三方面的问题进行了探讨和研究：1）考虑土体体积变化对土水特征曲线的影响，建立相应的吸力与饱和度的关系。2）合理的考虑水的滞回和含水量循环变化的影响，建立依赖应力路径或水的干-湿路径的屈服应力与吸力和饱和度之间的函数关系以及考虑硬化后加载面的函数表达式，由此给出一种用统一、一致的方法描述的非饱和土等向正常压缩线随吸力而变化的函数关系；然后结合本项目建立的考虑土体体积变化影响的土水特征曲线，建立水力和力学耦合的非饱和土弹塑性数学模型。3）建立考虑气相压力变化影响的非饱和土弹塑性本构模型。这些问题的解决有助于非饱和土力学进一步发展，其研究成果可以为解决非饱和土的工程问题提供一些相应的理论工具。

基于连续孔隙介质土力学理论、对土体体积变化对土水特征曲线的影响、非饱和土气相压力变化的影响、非饱和土的水力和力学耦合和临界状态、非饱和土本构模型的建立以及多种外界因素对非饱和土基本性质和行为等进行了系统的研究，取得以下成果：1）建立了一个能够模拟孔隙率对土水特征曲线的影响规律的经验模型。2）提出了一个考虑了气相压力变化对土体变形的影响的非饱和土弹塑性本构模型本构模型。3）从宏观和微观角度,发展和建立了一个可预测膨胀性非饱和土的毛细滞回和力学行为耦合的双尺度本构模型。模型考虑了土体微观结构及其水利-力学的耦合作用。4）基于热力学的理论，推导给出了非饱和土到达稳定平衡状态（简称稳态）既临界状态的必要条件。5）.利用复合混合物理论(HMT), 建立了多组分非饱和土体多场耦合的统一理论基础.建立了三相土体在非平衡态和平衡态时的本构关系建模的理论框架, 从而形成闭合的场方程系统. 其中的关键是提出了有效广义热力学力的概念以及近平衡态时系统内部各广义耗散力和广义流之间的非线性耦合的本构关系.6）考虑温度效应的非饱和土土水特征曲线研究基础上，结合利用土水特征曲线预测非饱和土相对渗透系数的方法，建立了一种预测不同温度下非饱和土相对渗透系数的间接方法。7）基于土体非线性多场耦合模型理论框架，建立了一个非等温条件下非饱和土弹塑性本构模型，等等。发表论文14篇,其中3篇SCI、11篇EI。博士论文2篇。