湛江强结构性粘土力学性状的时间效应研究

论文题目: 湛江强结构性粘土力学性状的时间效应研究

论文类型: 硕士论文

论文专业: 岩土工程

作者: 蔡羽

导师: 孔令伟

关键词: 强结构性,粘土,力学性状,剪切速率,一维蠕变,三轴蠕变,本构模型,微结构

文献来源: 中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所）

发表年度: 2005

论文摘要: 本文以湛江强结构性粘土为研究对象,以先进的GDS应力路径三轴仪为工具,开展其力学性状的时间效应研究,结合结构破坏的演化过程,系统研究了不同剪切应变速率对其力学特性的影响,分析一维和三轴蠕变的力学性状;并尝试从微观层面解释其机理。首先,开展了在不同剪切应变速率条件下的三轴CU试验,发现强结构性粘土具有独特的剪切速率力学效应,其CU剪切强度随剪切应变速率增大而呈现先减小后增大的特征,存在临界速率现象;研究发现湛江粘土在低围压条件下,剪切应变速率对孔隙水压力的影响很小,随着围压的增大,其影响逐渐明显;其粘聚力与内摩擦角随剪切速率增大整体上分别呈现减小与增大的变化规律,而当剪切速率增大到一定程度均存在转折点,但后者滞后于前者。引起上述现象的原因在于粘土的结构性破损性状与其结构性强弱相关联,为深入认识结构性粘土的工程特性提供了帮助。其次,采用两种不同的加载方式,在室内开展了一维蠕变试验,研究了不同荷载条件下土体的单向变形特性,认为在大多数情况下ε- lnt之间呈线性关系,而在分级加载条件下,荷载增量较小时,则呈幂次关系即ε= A( ln t)~B;推导出应力—应变本构方程,其中含有隐性反映结构性变化的指数参数。第三,通过三轴排水蠕变试验,发现当围压小于结构屈服压力时,体变为剪缩与剪胀反复交替的过程;而当围压达到结构屈服压力时,体变却随时间线性发展;且Lgε- Lgt之间呈线性关系,导出了类似Mesri模型的本构方程即ε= ( D_r - T )t n/S(T、S均为常数),对于强结构性粘土,时间效应指数n是一个隐含微结构变化的参数;并利用Mohr包线,验证了粘土长期强度随时间的延长而降低的规律;此外,给出了强结构性粘土在破坏阶段的变形—时间关系即ε= at~3 + bt~2+ ct + d。最后,从微观层面分析了结构性粘土蠕变的变形机理,为今后研究此类问题提供一个可能方向,即需加强微观层面的研究,从多学科角度探讨土体变形的本质,从而全面把握结构性粘土的力学效应。

论文目录:

第一章绪论

1.1 引言

1.2 土体力学特性时间效应研究的历史与现状

1.3 课题研究的技术路线与主要内容

第二章剪切速率对湛江强结构性粘土力学特性的影响

2.1 引言

2.2 湛江强结构性粘土的基本工程特性

2.3 试验方案及步骤

2.4 试验仪器

2.5 试验结果

2.6 剪切速率对湛江强结构性粘土力学特性影响分析

2.7 小结

第三章强结构性粘土的一维蠕变分析

3.1 引言

3.2 试验仪器与方案

3.3 试验结果与分析

3.4 小结

第四章强结构性粘土的三轴蠕变分析

4.1 引言

4.2 试验仪器与方案

4.3 试验结果与分析

4.4 蠕变微观机理分析

4.5 小结

第五章结论与展望

5.1 结论

5.2 展望

参考文献

硕士在读期间参与的科研项目及论文发表情况

致谢

发布时间: 2006-12-28

参考文献

[1].三轴状态下结构时间效应计算方法[D]. 谈颋.华中科技大学2006
[2].考虑时间效应的黄土变形特性及工程应用研究[D]. 何欢.西安建筑科技大学2017
[3].钢—混凝土组合结构时间效应分析方法的研究[D]. 严媛珺.同济大学2006
[4].水泥—粘土—粉煤灰浆材的工程性质研究[D]. 李为华.中南大学2005
[5].长沙典型粉质粘土的三轴试验及本构模型研究[D]. 文建鹏.中南大学2004
[6].饱和粉质粘土的变形时效性试验研究[D]. 周群.北方工业大学2016
[7].考虑时间效应的高含水率淤泥不排水强度试验研究[D]. 朱杰.江苏科技大学2017
[8].老粘土地基沉降计算方法优化研究[D]. 徐绍俊.合肥工业大学2017
[9].粉质粘土变形特性与温度关系的试验研究[D]. 梁云.辽宁工程技术大学2012
[10].粉质粘土混合疏浚土的长期性能研究[D]. 应丰.浙江大学2006

湛江强结构性粘土力学性状的时间效应研究

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