摘要：提出多路径条件下黏土的弹塑性固结问题的简化耦合分析方法。基于数值建模方法建立不同初始固结条件下的黏土弹塑性本构关系,并结合Biot固结理论,建立该类问题的增量形式控制方程。将增量化的扩散方程简化为Poisson方程,由于模型可以提供每一增量步下的体变量Δεv作为右端项,故在方程中可直接耦合土的变形场和孔隙水压力场,因而比传统的扩散方程更为精确,求解过程比Biot方程更为简单,且可以考虑体应变εv^p与剪应变-↑ε^p之间的相互作用。推导出该Poisson方程孔压基本解,建立此类流–固耦合问题的半解析半数值解答体系,实现从建立本构关系到固结问题数值模拟的完全数值化。通过2种不同应力路径下的固结算例对比分析表明,该方法简单有效,并能考虑土的应力路径、荷载作用域等条件对地基水平位移、沉降变形及孔压变化的影响,特别是应力路径对固体域变形场的影响。

关键词：数值方法 本构模型 弹塑性固结理论 半解析半数值方法 平面应变 

单位：黄石理工学院土木建筑工程学院 湖北黄石435003 华中科技大学土木工程与力学学院 湖北武汉430074