重温饱和土壤硬化塑性的热力学
摘要：饱和土壤的本构方程在非饱和条件下的热力学一致扩展通常通过使用一个唯一的“有效”间隙压力来处理，该压力等效地考虑了饱和流体对孔隙网络内部固体壁上的分别作用的压力。这个有效间隙压力的自然选择是空间平均的间隙压力。然而，实验观察结果显示，至少需要一对应力状态变量来描述非饱和土壤的适当力学行为。本文介绍的热力学分析表明，实际上，描述非饱和土壤行为的最一般方法需要三个应力状态变量：吸力，用于描述土壤通过保水曲线结构液态水相的入侵；两个有效应力，用于描述保持恒定的水饱和度下的土壤变形。然而，一个与塑性流动法则相关的简单假设导致最终只需要一个类似Bishop的有效应力来制定描述土壤变形的应力-应变本构方程，而保水性质仍然涉及吸力和可能的变形。常用的非饱和土壤模型，如巴塞罗那基本模型和基于使用有效平均间隙压力的任何方法，都被视为本文提出的热力学公式的特殊极端情况。
作者：Olivier Coussy (NAVIER), Jean-Michel Pereira (NAVIER), Jean Vaunat (UPC)
论文ID：1010.2598
分类：Geophysics
分类简称：physics.geo-ph
提交时间：2010-10-14