非饱和岩土材料的固流转化数值模拟

吕谦^1,2，李兆华^1,2

1. 中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院2. 深部岩土力学与地下工程国家重点实验室

摘 要：为对非饱和岩土材料的固流转换进行研究,首先介绍了一个非饱和岩土材料固流转化模型。该模型由一个水力耦合弹塑性模型、一个宾汉黏性模型和一个固流转化准则组成,它可以在统一框架内描述非饱和岩土破材料坏前后的固流力学性质。与此同时,还基于拉格朗日积分点有限元法(FEMLIP)提出求解水力耦合问题的方法,并采用平衡方程和连续方程,将固流转化模型植入一个FEMLIP数值软件中。为了精确处理非饱和岩土问题,该模型还引入了毕肖普有效应力及水分特征曲线。最后,通过模拟一个启发式渗流实验,定性地验证了该模型的可靠性和发展潜力,通过准确的物理参数,使用FEMLIP方法和该固流转化模型对真实泥石流进行分析预测是可行的。

关键词：水力耦合;固流转化;非饱和岩土介质;分岔破坏;有限元方法;