基于参考压缩线的砂土压缩模型❋

张民生，申志聪，王振豪，孔令明

(1. 北京航空航天大学交通科学与工程学院，北京 100191；2. 中国海洋大学环境科学与工程学院，山东 青岛 266100；3. 北京建筑大学土木与交通工程学院，北京 100044)

砂土是一种结构简单但在高压下易颗粒破碎的散粒组合体，其基本力学特性主要有压硬性、摩擦性及剪胀性。由于颗粒间结构松散，极易扰动，制备土样孔隙比变化较大，导致砂土有许多压缩线，这是砂土区别于粘土的特征之一。砂土颗粒间接触面积极小，压缩过程中应力大于颗粒强度，从而产生颗粒破碎现象，这一力学特征也是砂土区别于粘土的显著标志。

在宽应力变化范围内，砂土的等向压缩具有以下特征：低压条件下，砂土压缩性较差，几乎不可压缩，体积变化主要以颗粒间的弹性变形为主，在V-lgp空间内压缩曲线变化缓慢；随着压力增加，砂土的压缩性显著增大，在一定应力区间压缩曲线斜率变化明显，该区间被认为是土颗粒破损或破碎的标志；在高应力区，不同密实度的试样压缩曲线趋向归并为同一条曲线[1-5]。

现有模型在描述砂土压缩时主要采用单对数方法、双对数方法、幂次方法及非线性函数方法。单对数方法假设孔隙比与压力的对数呈线性关系，这种方法对于粘土有很好的适用性，剑桥模型及修正剑桥模型[6]均采用该方法，虽然一些学者也采用此方法描述颗粒材料[7-8]，但该方法在描述低应力时存在一定的局限性。而且，单对数方法中孔隙比与固结(压缩)压力呈对数关系，当压力足够大时，孔隙比出现负值，这不符合试验规律。……