文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
动力荷载下散体材料结构的响应分析
姓名:杨晓强
申请学位级别:硕士
专业:岩土工程
指导教师:蒋红英
20090428
摘要动力荷载对散体材料的结构性破坏研究是当前岩土工程学、力学和物理学等领域新兴的前沿课题之一,有着重要的工程应用前景和基础科学意义。本文作者在阅读和分析文献资料的基础上,以散体材料岩土结构为背景,开展了动力荷载下散体材料的实验与分析研究,探讨了动力荷载下散体材料结构的响应情况,并结合实际工程场地对动力荷载下散体材料在不同工况下响应情况进行分析研究。现出了强烈的非线性特征,出现的大小不同的各级涨落虺莆W宰橹匦;大尺度散体材料中存在搭拱效应使得力的传递产生力链积聚现象,导致底部压力分布不均匀,出现压力凹陷,在二维空间表现为“双峰效应”;在散体材料堆边界处由于搭拱效应使得边界上出现“凸峰效应”与散体材料结构性强弱密切⑸杓撇⒖U沽舜蟪叨壬⑻宀牧先烟迨芩蕉稍刈饔檬钡亩磕拟实验,统计分析了颗粒堆对动力荷载的响应情况,研究了颗粒堆在水平动力荷载作用下上部出现颗粒间的相对运动导致散体材料结构的破坏出现级配破坏现象和表层出现的不均匀振陷现象的微观机理;振动能量在散体材料的衰减原因;运用随机理论分析实验结果,提出了颗粒堆内小颗粒在连续动力荷载下穿越特性的概率模型。⒀芯苛说湫蜕⑻宀牧铣〉山前洪积扇区诘卣鹱饔孟碌南煊Γ〉对地震波的放大作用,动力系数随输入地震波主频的增高而增大;散体材料场地中是否含有粘土夹层两种工况,场地加速度傅氏谱特性变化明显。对于在该场地婊檠胗邢拊7椒ㄏ嘟岷系睦砺郏谏⑻宀牧场地中深层土体参数随机场下分析了饕Q芯磕A縀和密度地表位移响应,发现模量乃婊卣鞫晕灰葡煊ζ鹬鞯甲饔谩关键词:散体材料结构;响应分析;概率模型;地震作用⒃人偌釉氐募泻稍亓ψ饔孟麓蟪叨壬⑻宀牧隙阎械暮稍兀灰魄弑相关。建设长周期建筑物应当引起重视。⒔樯芰薓动力荷载下散体材料结构的响应分析Ⅱ
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储签名:扬啦强嗍年月导师签名:蒋纽天作者签名:聿痧劫厶强学位论文原创性声明学位论文版权使用授权书兰州理工大学本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存本学位论文属于朐谝陨舷嘤Ψ娇蚰诖颉皏”献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,同意和汇编本学位论文。⒈C芸冢年解密后适用本授权书。⒉槐C躣。日期:年月日
第滦髀散体材料结构概念及研究的意义状态一一“颗粒态坑腥私ㄒ榘选翱帕L作为一种新的物质存在状态【。散体材料是由分散的颗粒组成的集合体。散体材料的强度、渗透性和传递力的性能是由这些颗粒的矿物、大小、形状、颗粒间的排列和颗粒间的作用力等因素决定的。散体材料的组构通常是指颗粒粒组、孔隙空间和几何排列方式;所谓散体材料的结构性就是指这种结构而造成的力学特性。结构性的强弱表示散体材料结构对于力学特性慷取⒈湫渭按μ匦影响的强烈程度。一般而言,经过长期历史蠕变、固结后的散体材料要比新近堆积形成的散体材料表现出结构性更强,这是由于散体材料在漫长的沉积过程及随后的各种地质作用过程中,颗粒在外干扰力和颗粒自身重力下产生蠕变、自组织等现象,使得颗粒间的“散”和“动巧⑻宀牧辖峁棺钪饕5牧ρ匦裕吧的特性是指散体材料组构物理性质、粒度和形状的分散性和随机性。“动奶匦灾干⑻宀牧显动的自组织特性硕乃蔡⒉ǘ⑴鲎病⒖帕>劾唷⑵扑椤⒖帕<湮恢玫闹新排列G拷峁剐陨⑻宀牧嫌凶庞牍烫宓哪承┬灾氏嗬嗨频男形#辉诮峁剐越弱在受到干扰时它又会表现出一些与流体性质相类似的行为。由于系统由大量的个体颗粒组成,散体材料随着其结构性的强弱物理性质介于固体和液体之间,它不同的骨架拱结构,可以承受较大的剪切力和压力,如我国著名的石拱桥“,它的行为象流体,具有液态物质的特性,具有流动性,但比液态物质的流动性差。颗粒之间只是在接触时,才有力的作用,颗粒之间存在压应力和剪应力,但其规律性比固态物质复杂的多,具有对边界面产生压力的性质,难以抵抗拉力,抗剪强度取决于围压的大小,无围压时,理想的散体材料堆无抗剪强度,具有压硬性、剪胀性。也许应该在固体、液体、气体之外定义一个新的物质存在“颗粒物质’’与传统的