發(fā)布時(shí)間：2021-04-10 21:38

  隨著社會(huì)的發(fā)展和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng),中國(guó)的城市化進(jìn)程已經(jīng)愈來(lái)愈快,伴隨著城市化進(jìn)程涌現(xiàn)出大量的摩天大樓、地下交通系統(tǒng)、地下商場(chǎng)等超大型工程建設(shè)。尤其在經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的東部沿海地區(qū),該地區(qū)分布著廣泛的軟粘土地層,受地理?xiàng)l件的限制不得不將大型建筑物建設(shè)在這類軟土基礎(chǔ)上。天然軟土由于其具有特有的結(jié)構(gòu)性(高含水率、大孔隙和壓縮變形量大)導(dǎo)致地基排水固結(jié)慢、穩(wěn)定性差和沉降問題等工程問題,同時(shí)軟粘土在荷載作用下表現(xiàn)出突發(fā)性的破壞往往會(huì)給工程造成極大危害。如何表征結(jié)構(gòu)性軟土的物理力學(xué)特性,并以此為基礎(chǔ)有效計(jì)算和預(yù)測(cè)軟土工程的施工和工后沉降仍是工程建設(shè)難題。其中,建立能夠反映結(jié)構(gòu)性軟土的結(jié)構(gòu)性特征及時(shí)間相依性的基于上下負(fù)荷面的彈粘塑性本構(gòu)模型被認(rèn)為是解決這一問題的有效途徑�；诖�,論文的主要工作包括以下幾個(gè)方面:(1)針對(duì)大孔隙和膠結(jié)作用兩個(gè)特征,利用原料土、高嶺土、水泥和鹽室內(nèi)人工制備結(jié)構(gòu)性土。對(duì)試樣進(jìn)行一維固結(jié)和SEM掃描電鏡試驗(yàn),驗(yàn)證試樣具有一定結(jié)構(gòu)性特征并得到相應(yīng)的壓縮指數(shù)、回彈指數(shù)和結(jié)構(gòu)性屈服應(yīng)力,為建立結(jié)構(gòu)性土的彈粘塑性本構(gòu)模型提供基礎(chǔ)。(2)改變?cè)吓浔?通過(guò)控制鹽和水泥的含量得到不同孔隙比和膠結(jié)作用的人工制備結(jié)構(gòu)性土試樣,在三種試驗(yàn)圍壓(50kPa、100kPa和200kPa)條件下進(jìn)行加載速率為0.07mm/min的固結(jié)不排水三軸剪切壓縮試驗(yàn),探究了結(jié)構(gòu)性特征(孔隙比和膠結(jié)作用)對(duì)結(jié)構(gòu)性土的強(qiáng)度變形、孔隙水壓力以及應(yīng)力路徑的影響,得到相應(yīng)的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。(3)對(duì)三種不同結(jié)構(gòu)性特征的人工制備結(jié)構(gòu)性土試樣進(jìn)行三種不同加載速率(0.007mm/min、0.07mm/min和1mm/min)以及不用圍壓(50kPa、100kPa和200kPa)條件下的固結(jié)不排水三軸剪切壓縮試驗(yàn),探究了結(jié)構(gòu)性特征對(duì)應(yīng)變速率效應(yīng)的影響。(4)以Asaoka和Hashiguchi的上下負(fù)荷面作為某一應(yīng)變速率下的參考屈服面,按照相對(duì)過(guò)應(yīng)力的基本思路,新引入了兩個(gè)能通過(guò)不同應(yīng)變速率三軸壓縮實(shí)驗(yàn)測(cè)定的率敏性參數(shù)0c和m?,建立了一種能夠考慮結(jié)構(gòu)性土應(yīng)力-應(yīng)變特性和率敏性的彈粘塑性本構(gòu)模型。通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)性土的剪切蠕變?cè)囼?yàn)驗(yàn)證,表明提出的模型能夠較好的表征結(jié)構(gòu)性土的結(jié)構(gòu)性特征、應(yīng)變軟化和率敏性等特征,為軟土工程的數(shù)值計(jì)算奠定了基礎(chǔ)。(5)以日本佑賀市有明海岸公路路堤工程為依托,采用修正劍橋模型和提出的結(jié)構(gòu)性土彈粘塑性本構(gòu)模型分別表征地基軟土。通過(guò)ABAQUS數(shù)值計(jì)算,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)結(jié)果,后者能夠有效的預(yù)測(cè)路堤的長(zhǎng)期沉降,為工后沉降控制提供指導(dǎo),同時(shí)驗(yàn)證了本構(gòu)模型的正確性。
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TU43