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不排水剪切条件下饱和砂土变形特性及其本构模型的试验研究

作　者: 李月
导　师: 栾茂田
学　校: 大连理工大学
专　业: 岩土工程
关键词: 峰值强度 稳态强度 应变软化 不排水三轴试验 稳定状态 饱和砂土 峰值应变
分类号: TU441
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
下　载: 275次
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内容摘要


残积土等松散砂质土在饱和不排水条件下剪切时表现出强烈的应变软化特性，即在峰值强度后一定应变水平下达到了变形的稳定状态从而发挥其稳态强度。 为此，本文通过一系列的常规三轴单调剪切试验，对不排水剪切条件下的饱和砂土的变形特性进行了比较系统的试验研究，确定了稳态强度、峰值强度与约束压力、描述砂土物理状态的比容等之间的相互关系，以此将临界土力学理论与非线性应力—应变关系相结合建立了非线性应力—应变—临界状态本构模型。基于福建标准砂和珊瑚砂的不排水三轴试验结果，对比了两种砂的应力-应变特性，确定了有关模型参数，并与试验结果进行了对比验证。 结果表明：饱和砂土在固结不排水剪切情况下的主要应力应变特征是应变软化，当轴向应变增加到20％左右时，试样达到稳定状态，相对密度和初始固结压力对土样的性能有很大影响；不同围压下比容和峰值应变之间的回归关系可近似用直线来表示，进而可确定此回归关系中的待定系数与围压之间存在对数关系。 本文所提出的改进的非线性应力—应变—稳定状态本构模型，可以更好地反映无粘性土的加工软化特性、峰值强度和稳态强度等特性，且所含参数均可以通过常规不排水三轴压缩试验求得，模型模拟预测结果与试验数据的比较分析论证了所建议本构模型的合理性。

全文目录


第一章 绪论  8-18
  1.1 本文的研究意义  8-9
  1.2 国内外在饱和砂土液化与稳态强度方面的研究概况  9-17
    1.2.1 关于饱和砂土液化  9-10
    1.2.2 饱和砂土液化的分析与判别  10-12
    1.2.3 关于稳态变形和稳态线  12-14
    1.2.4 稳态强度和稳态线在砂土液化分析中的应用  14-15
    1.2.5 稳态强度和稳态线研究中存在的一些问题  15-17
  1.3 论文的主要研究工作  17-18
第二章 试验设备与试验方法  18-26
  2.1 试验设备简介  18-20
    2.1.1 三轴试验仪  18-19
    2.1.2 三轴剪切试验的原理  19-20
  2.2 试验方法  20-26
    2.2.1 试验砂料  20-22
    2.2.2 土样的制备  22
    2.2.3 试验步骤  22-26
第三章 不排水剪切条件下饱和砂土应力-应变特性的试验研究  26-39
  3.1 概述  26-27
  3.2 稳态强度理论  27-29
    3.2.1 静态液化  27
    3.2.2 流动结构  27-28
    3.2.3 稳态变形  28
    3.2.4 稳态强度  28-29
    3.2.5 稳定状态线  29
  3.3 松砂的不排水剪切特性  29-30
    3.3.1 应力-应变关系的描述  29-30
    3.3.2 孔压上升模式  30
    3.3.3 应力路径  30
  3.4 不排水条件下饱和砂土应力-应变关系的试验结果  30-38
    3.4.1 概述  30-32
    3.4.2 试验结果及分析  32-38
  3.5 小结  38-39
第四章 不排水剪切条件下饱和砂土应变软化模型的试验研究  39-61
  4.1 概述  39-40
  4.2 土体应变软化特性的描述  40-41
  4.3 相关模型的介绍  41-52
    4.3.1 邓肯-张模型及其评价  41-43
    4.3.2 剑桥模型及其评价  43-47
    4.3.3 应变软化型双双曲线非线性应力-应变模型  47-52
  4.4 改进后的应变软化型非线性应力-应变模型及试验验证  52-60
    4.4.1 改进后的应变软化型非线性应力-应变模型  52
    4.4.2 本构参数确定及模型模拟  52-59
    4.4.3 试验验证  59-60
  4.5 小结  60-61
第五章 不排水剪切条件下珊瑚砂与福建砂应力-应变特性的对比试验研究及模型验证  61-73
  5.1 概述  61
  5.2 应力-应变特性对比  61-65
  5.3 模型参数对比  65-70
  5.4 珊瑚砂试验结果与模型预测结果的对比  70-71
  5.5 小结  71-73
第六章 结论与展望  73-76
  6.1 结论  73-74
  6.2 展望  74-76
参考文献  76-81
附录  81-82
致谢  82-84

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中图分类: > 工业技术 > 建筑科学 > 土力学、地基基础工程 > 各类型土与地基 > 无粘附力（无凝聚性）土与地基
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