冻结黏土单轴动态力学特性及本构模型研究

摘要

为研究动载荷下冻土破坏特性，利用SHPB试验系统开展应变率300s^-1～1 000s^-1、含水率13%～22%冻土单轴动态冲击试验，并建立本构模型描述单轴冻土动力学响应行为。结果表明：（1）应力-应变曲线可以分为压密阶段、弹性阶段、塑形阶段和破坏阶段，应变率高于700s^-1时应力-应变曲线出现明显振荡；（2）抗压强度和弹性模量整体上与应变率呈正相关趋势，但应变率高于900s^-1时抗压强度增长速度减缓甚至负增长。最大应变与应变率呈一次函数关系，含水率对最大应变无影响；（3）结合Weibull统计分布、D-P准则以及Z-W-T方程并引入含水率项，建立能考虑不同含水率冻土损伤黏弹性本构模型，验证模型可靠性（R²>0.90）。为冻土工程设计与施工提供一定参考。

关键词

SHPB试验 / 单轴动态加载 / 冻土 / 动力学参数 / 本构模型