基于多孔介质理论的多组分非饱和土非线性多场耦合模型及其应用研究

项目名称： 基于多孔介质理论的多组分非饱和土非线性多场耦合模型及其应用研究

项目编号： No.51208031

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 建筑科学

项目作者： 蔡国庆

作者单位： 北京交通大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 在高放废物地下处置、地热资源开采、天然地表上的路基/边坡工程、天然气水合物的开发、地下空间开发利用、冻土区工程建设等诸多领域，都涉及到非饱和土在热、水力、力学、化学等多场作用下的耦合问题。本项目以多孔介质理论为基础，将土体视为多组分三相混合物，运用理论建模、数值模拟和试验研究相结合的方法，研究非饱和土内各层次的平衡方程和本构方程的建立方法和步骤，提出多组分非饱和土非线性多场耦合模型框架；研究特定条件下自由能函数和耗散函数的选取规则，建立非饱和土变形-渗流-传热耦合模型；研究本构模型中屈服函数、硬化规律和流动法则如何考虑温度影响，建立考虑温度效应的非饱和土弹塑性本构模型，并通过编制计算程序实现模型的预测功能；研究温控非饱和土三轴仪的研制方法，开展不同温度下的非饱和土土水特征曲线试验、各向同性压缩试验及三轴剪切试验，揭示温度对非饱和土基本性质的影响规律，并通过试验结果验证本构模型的适用性。

中文关键词： 非饱和土；热-水-力耦合；温度效应；温控三轴仪；

英文摘要： With the development of modern geotechnical engineering such as the construction of high level radioactive waste repositories, exploitation of natural gas hydrate and geothermal resources, subgrade/slope engineering at the natural earth's surface, develop

英文关键词： Unsaturated soil；Thermo-hydro-mechanical coupling；Temperature effect；Temperature controlled triaxial apparatus；