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题目：
雅宝题库答案：
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雅宝题库解析：
掩埋核废料的填土等基本处于非饱和、超压密（超固结）、三维受力和变温状态，因此，建立能够统一描述上述复杂条件下土的基本力学特性的模型变得尤为重要。在巴塞罗那模型和超固结饱和土UH模型的理论基础上，建立了考虑温度和吸力共同影响的三维超固结土的实用临界状态本构模型，即考虑温度影响的非饱和土UH模型。主要工作体现在四个方面：超固结非饱和土的试验研究、超固结非饱和土的本构模型、考虑温度影响的超固结非饱和土本构模型以及模型的三维化等。这四个方面中，每一个成果都基于上一个结论，所以后续成果能退回到前述情况。（1）常温下超固结非饱和土的试验研究利用双压力室非饱和土三轴仪，对不同程度的超固结非饱和土进行了湿化试验，研究其湿化变形特性；结果表明，在同一前期固结压力下，超固结非饱和土的湿化变形随超固结程度的不同而不同：即重超固结非饱和土湿化表现为体胀，随着平均净应力的增加，其湿化体胀量逐渐减小，并最终表现为体缩，整个过程是渐变、连续的过程，指出了著名的巴塞罗那模型具有难以描述此特征的缺陷。对某一吸力下的超固结非饱和土进行三轴排水剪切试验，研究其体变和强度特性；结果表明，超固结非饱和土在三轴剪切试验中表现出应变软化和剪胀现象。（2）常温下超固结非饱和土的本构模型将巴塞罗那本构模型与姚仰平等所提出的超固结饱和土本构模型（UH 模型）相结合，使之适用于超固结非饱和土。该模型在吸力等于零的时候就退化成超固结饱和土本构模型；在吸力不为零且无超固结的情况下，就退化成巴塞罗那本构模型；该模型不仅使超固结状态下的湿化模拟更为合理，而且也能够反映超固结非饱和土的硬化、软化、剪缩、剪胀特性和不同应力路径对超固结非饱和土变形特性的影响，同时能够反映湿化使超固结程度降低甚至使超固结消失的特性。与巴塞罗那模型相比，所提出的模型没有增加任何新的材料参数，且与试验结果对比分析，表明该模型能够较为合理地描述超固结非饱和土的基本力学特性，尤其是能够描述超固结非饱和土的湿化变形随净应力的不同而不同的特性，其规律与试验现象一致。（3）考虑温度影响的超固结非饱和土本构模型首先分析了温度对饱和粘土力学特性的影响规律，基于真强度概念并结合潜在强度的确定方法推导出不同温度下饱和粘土临界状态应力比的理论计算公式；随之将温度作为变量引入到姚仰平等提出的超固结饱和土本构模型中，建立了能够考虑温度影响的超固结饱和土本构模型。对上述成果进行推广，建立了能够考虑温度影响的超固结非饱和土本构模型，即考虑温度影响的非饱和土UH模型。该模型在常温下：①吸力为零的时候就退化成原始的UH模型；②在吸力不为零且无超固结的情况下，就退化成巴塞罗那模型；③在吸力为零且正常固结时，就退化为修正剑桥模型。在非常温下：该模型能够合理的反映温度对正常固结和超固结饱和土特性的影响。该模型不仅使超固结状态下的升温和湿化模拟更为合理，而且也能够反映温度和吸力作用下超固结土的硬化、软化、剪缩、剪胀特性和不同应力路径对超固结变形特性的影响，同时能够反映升温或湿化使超固结程度降低甚至使超固结消失的特性。与巴塞罗那模型相比，所提出的模型仅增加了一个参数来反映温度对土特性的影响。模型预测和试验分析表明：①模型能够描述温度(20℃~95℃)作用下的超固结饱和粘土的基本力学特性；尤其是能够描述饱和黏土在不排水恒载升温条件下会产生很大的变形直至发生热破坏的现象。②某一固定吸力下，升温会使正常固结非饱和土强度提高；对于超固结非饱和土，升温或湿化均会破坏土体超固结，降低软化和剪胀的效果。（4）考虑温度影响的超固结非饱和土本构模型的三维化方法研究在未增加任何参数的情况下，采用变换应力的三维化方法将上述模型进行三维化，该方法实现了从剪切屈服到剪切破坏的连续过渡，三维化后的模型能够描述不同应力洛德角且不同温度下超固结非饱和土的硬化、软化、剪胀特性。该方法可以顺利地将模型应用到数值计算中，进行预测和有限元分析。 |
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发表于 2022-5-25 20:15:25
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