Die Festigkeit und Verformungseigenschaften von überkonsolidiertem Ton werden durch Zustandsfaktoren wie das anfängliche Porenverhältnis, den Spannungsweg und den vorherigen Konsolidationsdruck beeinflusst. Zur Beschreibung der Zustandsabhängigkeit von überkonsolidiertem Ton werden zunächst Dichtezustandsparameter und Spannungszustandsparameter definiert, die die Differenz des Porenverhältnisses zwischen dem aktuellen Zustandspunkt und dem Dualzustandspunkt zur kritischen Zustandslinie darstellen, dann wird eine neue Spannungs-Zustand-Gleichung hergeleitet, und schließlich wird das Zustandsverfestigungsgesetz verwendet, um die Verfestigungsregel der unteren Lastfläche am aktuellen Zustandspunkt zu beschreiben, wodurch ein Zustandsverfestigungsmodell für überkonsolidierten Ton aufgebaut wird. Der Vergleich der Modellergebnisse mit den Ergebnissen von Dreiachs-Druckversuchen verschiedener Tonarten unter durchlässigen und undurchlässigen Bedingungen zeigt, dass dieses Zustandsverfestigungsmodell gute Berechnungsergebnisse erzielt. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass die Spannungshistorie die Spannungs-Zustand-Gleichung des Tons beeinflusst; die in der Gleichung enthaltenen Dichte- und Spannungszustandsparameter nähern sich nach Erreichen des kritischen Zustands gegen Null an und können verwendet werden, um den Verdichtungsgrad und den Feuchtigkeitszustand der Probe zu charakterisieren. Auf dieser Grundlage kann das vorgeschlagene Zustandsverfestigungsgesetz das Dehnungsweichen und die Dilatanzcharakteristik von überkonsolidiertem Ton bei durchlässigem Scherbeanspruchung sowie den effektiven Spannungsverlauf und die Entwicklung des Überporendrucks bei undurchlässiger Scherbeanspruchung vernünftig beschreiben. Das erstellte Zustandsverfestigungsmodell für Ton gehört zu einem Einkristallflächenmodell, ist relativ einfach formuliert, und die enthaltenen Materialparameter können anhand herkömmlicher Laborergebnisse kalibriert werden, was gute theoretische Anwendungsperspektiven in der ingenieurtechnischen Praxis bietet.

Ton; Zustandsgrenfläche; untere Ladefläche; Zustandsverfestigung; konstitutive Beziehung