平面冻土墙设计的流变理论与应用研究

平面冻土墙设计的流变理论与应用研究

论文摘要

近几年来,国内外在复杂地质条件下施工基础工程开始采用冻结法。但是,应用冻结法施工基础工程属于新技术,有许多新问题需要进一步研究解决,其中冻土墙的力学设计,以确定合适的冻土墙尺寸是其核心问题之一。 利用人工配制的冻粘土试件,在不同温度和不同应力状态下,进行了三轴蠕变试验,获得了冻粘土三轴蠕变曲线。根据试验结果,提出四种形式的非线性蠕变方程,来描述冻粘土的非线性蠕变特性。通过多元回归分析,得到了冻粘土三轴蠕变参数及其与温度的关系,并通过对比得到了最适宜于冻粘土的非线性蠕变方程。根据所建立的非线性蠕变方程,对平面冻土墙进行了理论分析,获得了冻土墙厚度和位移计算公式,并开发了相应的计算机应用软件,可用于冻土墙的力学设计。

论文目录

  • 0 摘要
  • 1 绪论
  • 1.1 人工土冻结技术应用概况
  • 1.2 冻土墙力学特性研究现状
  • 1.3 本文要解决的问题
  • 2 冻土的流变特性及流变方程
  • 2.1 冻土的蠕变及其物理本质
  • 2.2 冻土流变本构方程的微分形式
  • 2.2.1 单轴应力状态下模型体的构成及本构方程
  • 2.2.2 复杂应力状态下的流变本构方程
  • 2.3 冻土流变本构方程的积分形式
  • 2.3.1 指数型蠕变核
  • 2.3.2 幂函数型蠕变核
  • 2.3.3 对数型蠕变核
  • 2.4 冻粘土的非线性蠕变方程
  • 2.5 等效剪应力与等效剪应变表示的蠕变方程
  • 3 冻粘土三轴蠕变试验与回归分析
  • 3.1 人工冻粘土试件的制备
  • 3.2 试验方案与试验方法
  • 3.3 试验结果
  • 3.4 回归分析与蠕变参数的确定
  • 3.4.1 指数型蠕变方程的回归分析及其蠕变参数的确定
  • 3.4.2 幂函数型蠕变方程的回归分析及其蠕变参数的确定
  • 3.4.3 对数型蠕变方程的回归分析及其蠕变参数的确定
  • 3.4.4 等效剪应力与等效剪应变表示的非线性蠕变方程的回归分析及其蠕变参数的确定
  • 3.5 几种不同型式非线性蠕变方程的比较
  • 4 直线形冻土墙厚度的确定与蠕变变形量的计算
  • 4.1 力学模型
  • 4.2 位移场的弹粘性解
  • 4.3 平面冻土墙厚度计算公式
  • 4.4 VISUALC++6.0和 MATLAB 6.0技术在冻土墙设计中的应用
  • 4.4.1 冻土墙厚度和最大位移与时间的关系
  • 4.4.2 冻土墙厚度和最大位移与跨度的关系
  • 4.4.3 冻土墙厚度和最大位移与基坑开挖深度的关系
  • 4.4.4 冻土墙位移沿垂直方向上的分布
  • 5 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 相关论文文献

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