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清江古树包非饱和滑带土基本特性试验研究及有限元模型建立

作　者: 陈勇
导　师: 刘德富；王世梅
学　校: 三峡大学
专　业: 水工结构工程
关键词: 非饱和土土水特征曲线本构模型
分类号: TV223
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
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内容摘要

非饱和土的渗透性、强度和本构关系等基本特性的研究是分析非饱和土力学性状、开展数值模拟的基础和出发点,是研究非饱和土质边坡失稳的核心问题。对非饱和土来说,获得大量的试验测试资料对于理论的建立和发展具有非常重要的现实意义,而由于其测试仪器和使用方法的复杂性使得当前资料数据十分缺乏的现实必须引起重视。本文首先简述了试验研究的重要背景,叙述了非饱和土边坡稳定分析相关领域的研究历史和现状,并概述了各项试验研究的基本理论,给出普遍使用的理论公式及其评述。然后从以下三个重要方面开展试验研究,阐述试验原理,介绍试验仪器及其使用方法,并对试验数据进行整理分析,得出结论和建议:1)土水特征曲线试验:主要运用进口压力膜仪和体积压力板仪,分别对试样进行脱湿试验,得到试验曲线和参数,并据此拟合非饱和土地渗透性系数。2)非饱和土的强度试验:分别使用非饱和土三轴仪和直剪仪,共成功完成了25个试样的固结和剪切试验,各得出一组试验参数,并分析比较两种仪器的优缺点。3)非饱和土的本构模型试验:在完成了饱和土剑桥模型的基础上,通过对非饱和土的净应力、吸力和偏应力分别开展加、卸载试验,得出Alonso模型的12个试验参数,建立了非饱和土的本构模型方程。最后,根据前述的试验结果和数据,结合土体的屈服特性、流动法则和硬化规律,提出了基于Alonso本构模型的非饱和土弹塑性有限元分析的方法,为进一步的数值模拟奠定了基础。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-7
引言  7-8
1 绪论  8-20
  1.1 问题的提出  8-9
  1.2 相关领域的研究概况  9-18
  1.3 存在的关键问题和本文的主要工作  18-20
2 清江古树包滑坡基本概况及滑带土基本物性参数  20-23
  2.1 滑坡体基本概况  20-21
  2.2 滑带土基本物性参数  21-23
3 土水特征曲线与渗透性函数  23-32
  3.1 土水特征曲线理论概述  23-24
  3.2 试验仪器、方法和数据  24-28
  3.3 土水特征曲线方程拟合  28
  3.4 非饱和土的渗透性函数  28-31
  3.5 小结  31-32
4 非饱和土强度理论与试验理论  32-42
  4.1 非饱和土有效应力原理及强度公式  32-33
  4.2 非饱和土三轴试验  33-37
  4.3 非饱和土直剪试验  37-39
  4.4 小结  39-42
5 非饱和土本构模型试验  42-52
  5.1 饱和土的剑桥模型试验  42-45
  5.2 非饱和土弹塑性模型试验  45-51
  5.3 小结  51-52
6 非饱和土弹塑性有限元分析  52-62
  6.1 普遍弹塑性本构关系推导  52-55
  6.2 剑桥模型的本构方程推导  55-60
  6.3 非饱和土Alonso 模型本构方程的推导  60-62
7 结论与展望  62-64
参考文献  64-67
后记  67-68
附录:攻读硕士学位期间参与的项目和发表的学术论著  68

清江古树包非饱和滑带土基本特性试验研究及有限元模型建立

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