具有微通道的饱和含液多孔介质广泛存在于生物材料、组织工程材料和柔性电子器件中，可以将其视为横向各向同性材料。表面效应会显著影响这些材料的宏观力学响应，尤其是在具有微纳米级通道的软材料中。在本研究中，我们结合了自上而下（均质化）和自下而上（微观力学）的方法，建立了具有微通道的饱和含液多孔材料的本构定律，明确了表面效应与宏观力学响应之间的关系。通过广义自洽模型（GSCM），我们估算了控制宏观力学响应的本构方程中的等效参数，并考虑了流体压缩性和表面效应。研究结果表明，随着表面能的增大，等效横向剪切模量增大，而轴向剪切模量基本保持不变，其余三个等效参数均减小。作为应用，我们将经典Mandel解与估算的等效参数联系起来，表征了具有表面效应的横向各向同性饱和含液多孔材料的力学行为，孔隙压力表现出Mandel-Cryer效应。这项研究为理解和探索表面效应对具有微通道的横向各向同性饱和含液多孔材料的力学响应的复杂影响提供了参考价值。
近日，该成果以“Effective mechanical behaviors of transverse isotropic materials containing compressible liquid inclusions with surface effects”为题发表在国际固体力学领域权威期刊International Journal of Solids and Structures。文章的第一作者为卢天健教授博士生提飞，卢天健教授及陈昕博士为共同通讯作者。该工作得到了国家自然科学基金等的支持。
