基于耗散能的海洋K0固结土统一修正剑桥模型

吴有平，伏亮明，周轩漾，胡 达，黄礼胜

（1.中国电建集团中南勘测设计研究院有限公司 研发中心，长沙 410014；2.武汉大学 土木建筑工程学院，武汉430072；3.湖南城市学院 土木工程学院，湖南 益阳 413000；4.广东省有色金属地质局，广州 510080）

1 研究背景

在海上风电桩基计算中采用较广的计算方法是p-y曲线法，该方法主要分为2类：一类是传统的半经验公式法（如API、DNV等）［1-2］；另一类是由土体的应力-应变曲线通过比例系数转换成p-y曲线，如Bouzid等［3］、Zhang和Andersen［4］推导的公式，研究表明，后者计算获得的结果较前者更优越。正如Bouzid等［3］认为p-y曲线由依赖于半经验法趋向有合理的理论基础的方法，从本构关系研究入手，获得的应力-应变曲线将更具严谨的理论基础。但现有的本构关系主要为数值计算提供服务，相应的计算所需要的参数较多，为方便获得应力-应变关系曲线，需要对现有模型进行改进。

自Roscoe等［5］于1963年提出被公认的弹塑性模型——剑桥黏土模型以来，不少模型在此基础上对其进行改进和修正。热力学理论因其物理意义清晰而被引入土体本构模型研究中，Houlsby［6］最早在土力学本构研究中采用热力学理论，后来Collins和Houlsby［7］、Collins和Hilder［8］、王秋生等［9］将该理论用于剑桥模型的改进中，获得了新的土力学模型，其理论更加严谨。为使建立的模型既适用于黏土又适用于砂土，国内外学者对此开展了不少研究。Lade［10］、Lade和Duncan［11］根据砂土的试验结果，提出了砂土的弹塑性模型。Lade和Musante［12］、Lade和Kim［13］通过修改屈服面函数将模型推广至黏性土，在1994年建立了适用于砂土和黏土的统一单屈服面模型。……