基于宏细观分析的砂土各向异性本构模拟

砂土各向异性是其力学行为复杂多变的原因所在。在分析一些与砂土有关的重大工程时，存在着大量的不确定性，这在客观上要求深入了解其复杂的力学行为。本项目拟提出一套实验方法来探明砂土的各向异性，并对其细观结构进行客观的定量化描述。借助试验手段，开展多种应力路径（包括三轴拉伸、压缩、扭剪以及循环荷载）以及各种不同的初始条件（密度和围压）下的试验研究，探究砂土的各向异性力学行为。在此基础上，利用离散元模拟技术，进行数值分析，以校验解释宏观试验结果，并探索细观结构及其发展规律。基于宏细观的研究结果，提出考虑砂土各向异性影响的弹塑性本构方程，用于工程问题的分析。该模型除了能够反映砂土在不同围压和密度条件下的性状，还考虑了材料各向异性和应力各向异性的耦合。研究成果有助于从宏细观两个尺度加深对砂土各向异性本质的认识，在连续介质力学和临界土压力理论的框架下，进一步完善砂土的本构理论。