结构性黄土各向异性强度和变形特性的真三轴试验研究

As an important property of geotechnical engineering, the anisotropic mechanical properties are the key and difficult point in the analysis of practical engineering problems. The study of this project is to reflect the anisotropic strength characteristics and deformation characteristics, which is closely related to the structural loess. Study on the strength and deformation characteristics of six spatial domains on the octahedral plane, the object of study is the site of the slope, and the test method is based on the tri-axial test to apply the three-dimensional principal stress to loess vertical direction and its orthogonal direction. Trying to break through the existing traditional theories of isotropy assumption brought about by the restrictions. By considering the rotation of the space sliding surface and the rotation of the principal stress axis, the anisotropic parameters are selected to establish the cross-isotropic and anisotropic strength criterion. And then through the vertical direction under conventional three axis stress condition of structural loess modified Cam-clay model, and the stress space transformation method in anisotropic strength criterion, to establish three-dimensional anisotropic elastoplastic constitutive model. It is of great theoretical and practical significance to consider the anisotropy in the analysis of the actual loess engineering problems.

各向异性作为岩土工程材料研究中的重要特性，考虑各向异性力学特性是实际结构性黄土防灾减灾工程问题分析中的重点和难点。本项目的研究重点在于反映与黄土结构性密切联系的各向异性的强度和变形规律。通过真三轴试验研究边坡场地中结构性黄土垂直向及其正交方向作用三维主应力状态八面体平面上六个空间域的强度变化规律和变形特性规律，尝试突破现有传统理论中各向同性假设所带来的理论和实践上的限制，通过考虑空间滑动面旋转和主应力轴旋转，选取各向异性参数，建立反映结构性黄土的横观各向同性和各向异性强度准则，进而通过常规三轴应力条件下黄土的结构性修正剑桥模型，以及研究各向异性强度准则的应力空间转换方法，建立三维各向异性弹塑性本构模型。项目研究对于实际黄土工程问题分析中考虑各向异性指导工程建设，具有重要的理论与实际意义。

各向异性作为岩土工程材料研究中的重要特性，考虑各向异性力学特性是实际黄土防灾减灾工程问题分析中的重点和难点。本项目重点是通过开展边坡场地中黄土垂直向及其正交方向作用三维主应力状态八面体平面上六个空间域的真三轴试验，揭示了结构性黄土各向异性对强度与变形特性的影响规律。分别考虑空间滑动面旋转和主应力轴旋转，选取各向异性参数，建立了反映黄土的横观各向同性准则表达式，同时以空间剪切面理论为依据，通过研究八面体面六个主应力空间域与空间滑动面、应力状态三者之间的关系，考虑土材料的空间滑动面会随着主应力的夹角变化，提出了一般应力条件下的各向异性材料的强度变化规律表达式。以上研究成果为建立三维各向异性弹塑性本构模型奠定了基础。基于本项目发表学术论文5篇，其中SCI/EI检索3篇，CSCD收录2篇，先后培养博士研究生2名，硕士研究生4名。项目研究过程中，项目组成员参加国内和国际学术会议10余人次，对所取得的研究成果进行交流和学习。研究成果将对实际黄土工程问题分析中考虑各向异性指导工程建设，具有重要的理论与实际意义。