Coupling hydraulic with mechanical models for unsaturated soils
Coupling hydraulic with mechanical models for unsaturated soils
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DOI：
10.1139/t10-109
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发表时间：
2011-05
影响因子：
3.6
通讯作者：
D. Sheng;Annan Zhou
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
D. Sheng;Annan Zhou
本文提出了一种非饱和土本构模型中水力分量与力学分量耦合的方法。回顾了流体机械耦合方面的一些开创性工作。介绍了耦合流体力学行为的广义本构关系。这些广义本构关系，然后纳入现有的力学和水力模型的非饱和土。基于土-水特征方程通常是在常应力而不是常体积条件下得到的这一事实，提出了一种新的耦合机制。所提出的耦合机制也满足饱和度和不排水压缩的体积应变之间的内在关系。数值算例表明，所提出的模型在预测土壤行为沿着干燥和加载路径的性能。最后，该模型是针对不同的土壤实验数据进行验证。简历：本文提出了一种将液压元件与非自然条件下的组成机构耦合的替代方法。一本关于某些创新工作的杂志，内容是将水力机械耦合到埃特实际上。介绍了流体力学基本原理的关系。这些关系包括非自然条件下存在的液压和机械模型。提出了一种新的耦合机制，其基础是在约束条件不变而不是体积不变的情况下，水的保留方程不能归一化。该机制的cou- plage提出满足ausfait aussi一个内在的关系intere le degre de saturation和la deformation volumetrique pour la compression non drainee。为了演示模型的性能，本文提出了一种预测太阳能电池充电性能的方法。这个模型对不同土壤的实验结果都是有效的。模块：耦合水力机械，溶胶不饱和，保留水的溶胶，效果的密度，courbe de retention d 'eau（CRE）。（Traduit par la Redaction）
This paper presents an alternative method to couple the hydraulic component with the mechanical component in a constitutive model for unsaturated soils. Some pioneering work on hydromechanical coupling is reviewed. Generalized constitutive relations on coupled hydromechanical behaviour are introduced. These generalized constitutive relations are then incorporated into existing mechanical and hydraulic models for unsaturated soils. A new coupling mechanism is proposed based on the fact that soil-water characteristic equations are usually obtained for constant stress, not constant volume. The proposed coupling mechanism also satisfies the intrinsic relationship between the degree of saturation and the volumetric strain for undrained compression. Numerical examples are presented to show the performance of the proposed model in pre- dicting soil behaviour along drying and loading paths. Finally, the model is validated against experimental data for different soils. Resume : Cet article presente une methode alternative pour coupler la composante hydraulique avec la composante meca- nique dans un modele constitutif pour les sols non satures. Une revue de certains travaux innovateurs sur le couplage hydro- mecanique a ete realisee. Des relations constitutives generalisees sur le comportement hydromecanique sont introduites. Ces relations constitutives generalisees sont ensuite incluses dans des modeles hydrauliques et mecaniques existants pour des sols non satures. Un nouveau mecanisme de couplage est propose, base sur le fait que les equations de retention d'eau sont normalement obtenues dans des conditions de contrainte constante, et non pas de volume constant. Le mecanisme de cou- plage propose satisfait aussi la relation intrinseque entre le degre de saturation et la deformation volumetrique pour la com- pression non drainee. Des exemples numeriques sont presentes pour demontrer la performance du modele propose a predire le comportement du sol en sechage et en chargement. Enfin, le modele est valide a l'aide de resultats experimentaux pour differents sols. Mots-cles : couplage hydromecanique, sols non satures, retention de l'eau du sol, effet de densite, courbe de retention d'eau (CRE). (Traduit par la Redaction)