基于FLAC3D二次开发的黄土蠕变模型及滑坡失稳时间预测

摘要

随着我国各类土建工程的开展，日益活跃的工程建设活动使得科研工程人员对岩土介质的流变特性越来越重视。早期沿海地区城市建设的迅速发展促进了软黏土流变特性的研究，相关研究取得丰富的成果。而近几年国家“一带一路”战略的提出和推进，使得处于黄土高原的西北地区也迎来新的发展机遇，大量的基础设施的建设将会使黄土流变特性的研究变得迫切而有价值。
　　土的应力-应变时效特性的研究工作主要包括两个方面，一方面是试验研究；另一方面是数值计算模型理论的研究，即本构模型及其应用。本文在查阅大量相关文献报道的基础上，深入了解了软黏土流变特性、黄土蠕变特性的研究进展情况，对众多学者的研究结果进行了总结概括。在流变特性包含的四个主要研究内容中，笔者根据目前黄土研究工作的进展情况，选择了黄土蠕变特性来进行研究。通过C++开发环境将一种元件模型在FLAC3D中进行了二次开发；同时结合蠕变模型和突变理论，对黄土滑坡的失稳突滑时间预测问题进行了研究探讨。本文的主要工作包括以下几个方面：
　　（1）对目前软黏土和黄土研究的进展进行了详细的总结。着重总结介绍了：软黏土室内流变试验，流变本构模型的研究；近期黄土蠕变特性的研究。将学者们提出的理论模型、试验研究进行了归纳总结；
　　（2）在对比研究的基础上，选用目前比较成熟的西原模型理论，将一维形式的本构模型表达式扩展为三维形式，利用粘弹塑性理论推导得出应力增量的计算公式，通过VISUAL STUDIO开发环境实现对FLAC3D的二次开发。利用ORIGIN9.0软件对试验数据资料进行参数辨识拟合，对开发结果进行了验证。
　　（3）研究了突变理论在岩土工程中的应用情况，将黄土蠕变本构模型和突变理论结合，在蠕滑段采用了Burgers模型来描述黄土的力学特征，结合突变理论建立黄土滑坡的势能函数。讨论了滑动面介质本构关系由应变软化模型和元件模型组成时的非线性演化，给出了黄土滑坡失稳破坏的时间预测公式。

目录

声明

第1章 绪 论

1.1课题背景及研究意义

1.2 商业软件在本构模型研究中的应用

1.3 FLAC3D中本构模型二次开发的简介

1.4本文主要研究内容与技术路线

1.5课题来源

第2章 土的流变特性理论研究

2.1土的流变特性介绍

2.2 软黏土的流变特性研究

2.3 黄土的蠕变特性研究

2.4 本章小结

第3章 西原三维蠕变模型的动态链接库（DLL）开发

3.1 问题的提出

3.2 三维西原模型的计算公式推导

3.3 本构模型代码编写

3.4 计算验证

3.5本章总结

第4章 蠕变模型在滑坡失稳时间预测分析中的应用

4.1引言

4.2 建立分析模型

4.3 模型计算

4.4 本章总结

结论和展望

结论

展望

参考文献

致谢

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