基于非保守体系的Gibson大变形固结多维模型理论研究

针对经典Gibson大变形固结理论基于保守体系的不足及其一维局限性，在非保守体系基础上研究该理论的多维推广模型和计算方法。首先按照连续介质力学基本原理，采用饱和土体表征体元概念并考虑客观性要求，建立Eulerian描述和Lagrangian描述的Gibson多维大变形固结力学模型及其控制方程。再将非保守体系的固体力学大变形拟变分原理推广于固结问题，发展非保守体系的Gibson多维大变形固结拟变分原理和虚功方程，研究其T.L.和U.L.描述的大变形固结有限元法及其退化方法。通过固结试验和三轴压缩试验研究黏土在大变形应力、应变度量情况下的一维和多维客观本构关系，为理论预测提供较准确的大变形材料参数；通过离心模型试验研究非保守荷载作用下软黏土的多维大变形固结性状，将试验结果与理论分析进行对比，验证理论模型的合理性并分析传统理论的适用范围。项目研究具有重要的学术价值和工程实际意义。