[博士]天然软粘土的流变特性 pdf.pdf

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摘要我国东南沿海地区广泛分布着深厚的软弱粘土层，随着经济社会的迅猛发展，越来越多大型的建物选择修建于其上，这也为岩土工程界的设计和研究人员提出了更高地要求和挑战。天然软粘土的流变特性和循环剪切特性是决定软弱地基及其上部结构工后沉降和稳定性的主要因素，对其进行系统的研究将具有重要的工论文首先总结了前人的工作，并采用室内土工试验的手段，对肠固结原状温州粘土的流变性状展开研究，以期对天然软土的流变性状及机理有更为全面的认识。在此基础上，建立了一个能反映肠固结软粘土流变性状的弹粘塑性本构模型，通过效应，给出了相关应变率效应参数的解析表达。最后对肠固结原状温州粘土进行了不排水的循环剪切试验，考察了粘土的循环累积性状和强度弱化效应，并采用本文流变模型对其循环剪切性状进行了模拟。综上所述，本文在分析天然软粘土的流变性状的过程中，主要完成了以下一些U沽苏攵栽慈碚惩亮鞅湫缘氖匝檠芯俊Ｍü幌盗姓攵孕缘囊晃腿统的考察，补充完善了温州粘土工程性状的试验成果，同时为本文建立的弹粘塑性本构模型提供必要的计算参数。⒘顺探崛碚惩恋牡乘苄员竟鼓Ｐ汀＝杓α砺鄣慕Ｋ枷耄入了对应于土体正常固结状态的参考面诖嘶∩瞎菇艘话阌αμ跫碌牡粘塑性本构模型。考虑原位土体肠固结历史诱发的各向异性影响，模型的加载面和芯苛恕牍探嵴乘苄匀硗恋男S不媛伞？悸堑酵撂逭承缘挠跋欤诒疚流变模型的基础上引入了与之相匹配的旋转硬化规律，并通过考察等向固结过程中土体的体积变形，推求了旋转硬化参数慕馕霰泶锸健Ｍü扑愣员群筒问齜的治隽顺探崛碚惩恋挠Ρ渎市вΑ＠帽疚慕⒌牡乘苄员竟鼓Ｐ停程实际意义，本文的研究和讨论也是围绕这一主题而展开的。进一步细化分析粘塑性软土各向异性的演化，引入了与模型相匹配的旋转硬化规律，提高了模型的适用性。然后采用此流变模型，分析了粘土屈服性状和强度的应变率工作：室内试验，对原状温州粘土的蠕变性状以及压缩性和剪切性状的率相关性进行了系参考面均为倾斜椭圆。通过与试验结果对比，验证了模型的有效性。敏感性分析，探讨了引入旋转硬化规律的必要性。
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量考察了表观先期固结压力和三轴不排水强度的应变率效应，得到了各自的应变率效应参数的解析表达式。采用不同的强度取值标准，由本文模型分别获得了肠固结软粘土的不排水压缩和拉伸强度的解析解。本文关系的计算结果与现有多数应变率U沽苏攵栽慈硗裂芳羟行宰吹氖匝檠芯俊Ｍü浴牍探嵩次轮菡惩环剪切过程中的应变累积，残余孔压和动强度等特性，详细探讨了荷载频率对土体循环剪切性状的影响。同时对粘土在循环加载后的静力抗剪强度弱化进行了定量的蕴烊蝗硗恋难芳羟行宰唇辛肆鞅溲Ｄ狻Ｏ晗柑致哿苏惩敛慌潘剪切的累积效应与静力蠕变特性的相似性，采用流交学思路，将其应力等效为蠕变过程来求解。利用反分析，得到了等效次固结系数的计算式，并与本文弹粘塑性模型相结合，模拟分析了肠固结原状温州粘土的不排水循环剪切的破坏性状和强度弱化，验证了本文流变等效计算方法的适用性。关键词：天然软粘土；流变性；应力诱发各向异性；娲固结；弹粘塑性本构模型；旋转硬化；应变率效应；不排水强度；循环累积效应；强度弱化效应试验结果均吻合较好。进行不同幅值、不同频率条件下的三轴不排水循环剪切试验，系统分析了土体在循试验研究，得到规律性的结论。
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主要符号与说明仃：、仃：，。一表观先期固结压力、常规嗉都釉厥匝槿范ǖ南绕诠探嵫沽Γ仃：，骸⒇辏海，一。一竖向应变率分别为％和。．钡谋砉巯绕诠探嵫沽Γ吒、凰缴赶凳⑹蛏赶凳。和豢紫侗龋烊豢紫侗群凸探嵬瓯霞羟锌J记暗某跏伎紫侗龋以矿。和槐热荩烊槐热莺凸探嵬瓯霞羟锌J记暗某跏急热荩、和一天然含水量、塑限含水量和液限含水量；风、一天然密度、比重；一灵敏度；、，玪矫婺诤蚭～矫婺诘拇喂探嵯凳～’压缩平面内的回弹指数和压缩指数；，⒕乓籫～　顾跗矫婺诘幕氐甘脱顾踔甘一超固结比和结构屈服应力比；仃；、％一有效应力张量和偏应力张量；一平均有效应力和偏应力；歹’、虿一参考状态点的平均有效应力和偏应力；弧。一初始平均有效应力和初始偏应力；仃：。、仃磊一原位上覆有效应力和水平向有效应力；仃：、仃：一三轴条件下轴向有效应力和径向有效应力；仃：、贰一一维情况下的竖向有效应力、呱喜慰嫉愕氖蛴行вαΓ成一表观先期固结压力应变率效应参数；、叩’和！Ｒ挥行вαΡ取⒅饔α占淠诘墓阋逵αΡ群驼Ｒ晃探岬挠αΡ龋。和Ｒ涣俳缱刺钡挠行