冻土率相关本构模型及其损伤强化行为研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liuliea
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
冻土是一种特殊的工程材料,由土骨架、冰、空气以及液态水三相、四组分组成,其物理力学性质较常规材料复杂多变。多相性、各向异性、复杂组构等使得冻土成为一种典型的复杂材料。由于冰的存在,冻土的力学性质受众多因素影响。前人已根据相关试验对各个因素进行了研究,均获得了冻土在单一或两个耦合因素下的变形行为。然而,要想获得冻土在各个耦合因素下的变形行为,是很难实现的。为了工程的适用性以及研究的可行性,本文抓住冻土材料主要的力学行为和影响因素,以便获得简单实用的力学参数和本构模型,重点考虑了冻土在温度和时间效应下的力学行为:冻土的率相关模型和冻土的部分可逆损伤行为。在研究方法上:以室内试验为基础,结合相关理论推导了冻土的率相关本构模型,从宏观力学出发考察了其部分可逆损伤行为。主要研究内容为以下几个部分:  (1)随着温度的降低,应变率的增加,冻土强度不断增强。常规单轴试验结果表明,与温度相比,应变率对冻结黄土的变形行为影响更大。基于这一现象,本文考察了冻结黄土应变和应变率的耦合效应,建立了冻结黄土的率相关本构模型,该模型能较好地预测冻结黄土在不同温度、不同应变率下的变形行为;  (2)为了避免试样离散性对试验结果的影响,对同一试样进行变速率试验,从而考虑时间效应对冻结黄土力学行为的影响。引入了一个新的率影响因子,建立了冻结黄土的率敏感性方程;  (3)为表征冻结黄土的弹性行为,利用常规加卸载和蠕变回弹试验分别计算了冻结黄土的剪切模量,从试验机工作原理、试验精度以及参数获取的利弊等方面进行了分析、对比,最后建议采用蠕变回弹试验计算冻结黄土的率无关剪切模量;  (4)基于宏观试验和细观方法建立了冻结黄土的损伤判据,采用了四种常见的损伤因子对冻结黄土的损伤特征进行了表征。基于冻结黄土材料的物理力学特性以及工程服役目的,推荐塑性变形作为冻结黄土材料的损伤因子,用于表征冻结黄土在荷载作用下损伤演化行为;  (5)基于冻土在外荷载作用下特殊的内部变化过程,冻土的损伤分为部分可逆损伤和不可逆损伤。本文从宏观力学出发研究了其部分可逆的损伤行为。通过常规三轴加卸载试验和常规三轴加卸载回弹试验对比,观察到冻结标准砂的损伤强化现象,并考察了不同围压、变形、应变率,温度,应力水平以及恢复时间下的损伤强化行为。从宏观上定性的研究了冻土的重结晶现象和损伤强化行为。
其他文献
该文通过对当前施工项目质量管理现状的分析,论述了建立计算机辅助施工项目质量管理系统的指导思想和基本要素,介绍了如何在DOS环境下实现一个功能全面、图文并藏的内容实用
再生混凝土结构的研究越来越被工程界重视。以往有关再生混凝土柱受力性能的试验研究,主要是钢筋再生混凝土柱受压性能试验和低周反复荷载下抗震性能试验,且多数试件为缩尺模型
湿陷性黄土是中国一种主要的、分布较广的区域性土.中国许多大型氧化铝厂多分布在这一地区.氧化铝厂有碱液流程的车间,普遍存在着碱液浸入地基产生膨胀变形,造成地坪和建筑物
随着给水水源富营养化现象不断加重,传统净水工艺面临极大的挑战。溶气气浮工艺(DAF)作为一种传统的固液分离技术,对于低浊、高藻水源具有独特优势。气浮接触区是微气泡与絮体
研究表明,在被动曲桩的形成过程中,桩的嵌固深度、软土层的厚度、桩几何尺寸等对曲桩的工作特性均有影响.在被动曲桩的受荷过程中,曲桩初始水平位移、桩顶约束条件、软土的蠕
土-结构相互作用是结构工程、地震工程、防灾减灾工程及防护工程等领域关注的热点,现阶段研究成果多集中于高层建筑结构、桥梁结构、地下空间结构等刚性较大的结构形式。空间
该文在佛山市供水总公司沙口水厂进行了深层均质滤料滤池的模型试验和生产性试验,对该滤池的过滤及气水反冲洗过程进行了详细的研究.试验研究检验了该滤池的水处理效果,确定
学位
结构控制是一种很有前途的结构抗风、抗震概念,将成为建筑智能化的一个组成部分.它放弃了传统的通过结构承重构件进入塑性耗能来抵抗地震荷载的概念,转而通过在结构上附加控