結構性黃土破損變形發(fā)展演化特性的研究.pdf

1、在系統(tǒng)分析關于結構性、應變局部化、結構性土力學特性的基礎上,選擇了當前描述結構性土特性最具活力的破損力學理論作為本文研究的基本框架。針對楊凌地區(qū)黃土,通過室內試驗、理論研究和數(shù)值模擬相結合的方法,對結構性巖土材料的破損機理、力學特性、二元介質模型破損率的演化方程、影響因素和局部化剪切帶的啟動發(fā)展進行了較為系統(tǒng)的研究,同時利用吸力的飽和度等效思想和二元介質模型,對黃土路基進行了增濕變形分析。本文主要取得了如下一些有益的成果：1)在系統(tǒng)闡述

2、破損力學的理論基礎之上,分析了二元介質模型荷載的分擔規(guī)律、破損率演化方程及其確定辦法,從原狀黃土和重塑黃土的應力—應變關系出發(fā),提出了一種針對單參數(shù)和雙參數(shù)破損率確定的新辦法,根據(jù)室內試驗,求得其演化方程,并研究了圍壓和含水量對其的影響。2)基于二元介質模型概念,給出了一種模擬結構性巖土類材料破損過程的細觀模擬方法,編制了既可用于軸對稱、平面應變；也可以用于非飽和土、飽和土的有限元計算程序,模擬出不同側向應力狀態(tài)下結構性黃土在荷載作用下

3、膠結元破損并逐步向摩擦元轉化的過程,再現(xiàn)了土體破壞發(fā)展過程的規(guī)律。3)利用結構性土的二元介質本構模型、單參數(shù)和雙參數(shù)破損率演化方程,對均勻三軸試樣、內部不同位置設置薄弱單元、邊界不同位置設置缺陷單元和飽和土樣等不同計算方案下的局部化變形破壞規(guī)律進行了較為全面的數(shù)值試驗模擬,并研究了單元尺寸大小對局部化剪切帶的影響,得到了剪切帶在初始發(fā)展階段是分段不連通的破壞帶,隨著荷載的增加,逐漸連接貫通,形成連續(xù)的破壞帶,證明了以往只有在實驗室才可觀