我國多年凍土和季節(jié)凍土面積分別占國土面積的21.5%和53.5%，在凍土地區(qū)進(jìn)行工程建設(shè)時(shí)，必須考慮凍土地基的承載力及變形，凍土與工程建筑物之間相互作用等一系列工程凍土學(xué)理論和實(shí)踐問題，以確保凍土地基上工程建筑物的穩(wěn)定性、耐久性和經(jīng)濟(jì)性。由于描述凍土單元平衡的平衡方程和變形協(xié)調(diào)的連續(xù)性方程與凍土的力學(xué)性質(zhì)無關(guān)，核心工作就是要建立描述凍土應(yīng)力–應(yīng)變–時(shí)間關(guān)系的物理方程，即本構(gòu)模型。 目前對凍土所建立的本構(gòu)模型大多都是以依賴于試驗(yàn)和假設(shè)的塑性理論為基礎(chǔ)，以某一常規(guī)土的本構(gòu)模型為藍(lán)本而得到的。這要求學(xué)習(xí)者圍繞塑性理論的三大支柱問題，即屈服條件、流動法則和硬化定律展開具體學(xué)習(xí)。然而，對凍土而言，這些支柱問題的合理解決會因凍土的多相異質(zhì)性和溫度敏感性變得比常規(guī)土里困難得多。 中國科學(xué)院武漢巖土力學(xué)學(xué)習(xí)所特殊土土力學(xué)方向組科研人員在前期學(xué)習(xí)中借用一種新的本構(gòu)理論——亞塑性理論，在砂土亞塑性本構(gòu)模型基礎(chǔ)上，通過引入由依賴于溫度的凍土粘聚力構(gòu)建的球應(yīng)力張量和依賴于變形的因子，建立了一個(gè)凍結(jié)砂土的亞塑性本構(gòu)模型。通過模擬凍土在不同溫度以及應(yīng)力水平下的應(yīng)力–應(yīng)變關(guān)系和體變規(guī)律，對該模型進(jìn)行了驗(yàn)證。隨后，在此模型的基礎(chǔ)上，通過引入應(yīng)變的高階導(dǎo)數(shù)項(xiàng)和蠕變損傷因子，建立了凍土的粘亞塑性本構(gòu)模型。該模型不僅能夠考慮溫度、應(yīng)力水平和加載速率等因素對凍土力學(xué)性質(zhì)的影響，還能考慮凍土在復(fù)雜應(yīng)力狀態(tài)下的蠕變行為。相關(guān)結(jié)果分別發(fā)表在Soils and Foundations 和International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics上。 論文信息： Guofang Xu， Wei Wu， Jilin Qi， 2016. An extended hypoplastic constitutive model for frozen sand. Soils and Foundations， 56 (4): 704–711. Guofang Xu， Wei Wu， Jilin Qi， 2016. Modeling the viscous behavior of frozen soil with hypoplasticity. International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics， 40 (15): 2061–2075.武漢巖土所凍土粘亞塑性本構(gòu)模型研究獲進(jìn)展 | 責(zé)任編輯：蟲子