考虑小应变下刚度衰减特征的软土本构模型

张 硕，叶冠林，甄 亮，李明广，陈超斌

(1.上海交通大学 土木工程系，上海 200240；2.上海公路桥梁(集团)有限公司 顶管事业部，上海 200135)

近年来，随着城市地下空间的开发和利用，对地下建筑工程施工过程中周边土体变形的要求越来越高，其应变的控制范围(0.01%～0.10%)很小，而采用土体在小应变情况下的刚度特征能够准确分析土与地下结构的相互作用[1-2].随着高精度局部测量设备的出现，许多学者发现，在小应变情况下土体具有较高的初始切变模量和非线性衰减特征，从而解释了传统的三轴剪切试验设备所测土体刚度与现场实测刚度明显不同的原因.

国内外学者对考虑小应变刚度衰减特征的土体本构模型进行了研究.例如：Taylor等[3]提出的三面模型引入了一个历史界面，以使小应变下的刚度折减更接近于光滑情况下的刚度折减；Simpson[4]提出了块串模型，即通过一个人拉着一串块体的形式来描述前期应力变化对土体小应变特性的影响.但是，这些模型的参数较多，且有些参数没有明确的物理意义，因此，在工程中实际运用的难度较大.Benz[5]提出的HSS模型是在Hardin-Soil-Model 模型的基础上引入割线模型随应变历史标量折减的修正模型，其实用性强、参数的物理意义明确，但定义加载曲线的参数只有2个，无法描述土体结构、超固结性及各向异性等特性.

本文在文献[6]提出的上海软土统一本构模型的基础上，改进了小应变范围内的切变模量公式，并将改进的软土本构模型的……