任意含水量变化路径下非饱和土中渗流与变形的耦合作用问题

许多地质灾害问题都与非饱和土的孔隙流体流动、含水量变化、变形、强度变化等耦合过程有关。如何模拟在复杂的含水量变化路径下这些过程的耦合作用是有效地进行地质防灾减灾的关键。本研究以内变量热动力学和多孔介质多相多场耦合理论为基础，建立描述任意含水量变化路径下非饱和土流动与变形耦合作用的理论模型；基于弹塑性势理论，将饱和度视为内变量来描述毛细循环滞回特性及其对应力应变关系的影响，从而将循环土水特征关系和应力应变关系有机地结合起来，建立能够统一地描述毛细循环滞回和变形耦合过程的非饱和土本构模型；利用试验数据校正和验证所建立的本构模型；基于有限元方法，建立模拟任意含水量变化路径下非饱和土中流动与变形耦合问题的数值模型，并开发出相应的计算机模拟程序；通过分析、模拟工程问题，验证所提出的理论及数值方法。本项目为解决各种地质灾害问题提供关键的理论基础与技术支持，同时对发展非饱和土力学理论具有重要的学术价值。