试验方法对人工冻结粘性土变形特性及参数影响研究

摘要

本文以人工冻结粘性土为研究对象，分别研究了不同条件下的冻土单轴压缩特性与强度、单轴蠕变规律及其影响因素等。单轴强度试验研究人工冻结粘性土的变形特性曲线、抗压强度以及不同试验方法下的单轴抗压强度变化规律，研究结果表明:曲线表现为应变硬化;冻结温度一定时，在试验土样含水率范围内，人工冻土的单轴抗压强度随含水率增大而增大;含水率一定时，在试验土样冻结温度范围内，人工冻土的单轴抗压强度随冻结温度降低而增大。根据单轴压缩蠕变试验得到:多试样单级加载试验下的轴向应变比单试样分级加载试验下的轴向应变大，采用形如ε=A/(|T|+1)kσBtC的本构方程来描述蠕变变形，并得出不同试验方法下的蠕变参数A、B、C、K存在线性关系，通过蠕变参数的反演验证了本构方程的准确性。
　　根据应力-应变等时曲线，得出人工冻结粘性土的第三屈服强度、弹性模量均随着时间的增加而较小;通过力学模型推导出弹性模量与时间关系可以采用形如E(t)=1/A+Bexp(-Ct)来描述;第三屈服强度与时间关系可以采用形如σc（t）=σo/Eo[A+Bexp(-Ct)]来描述，并证明了强度与弹性模量在时间上的线性关系可以采用E(ti)/σ(ti)=A来描述。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 问题的提出

1．2 冻土及冻土工程

1．2．2 冻土工程

1．3 冻土力学研究现状

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．3．3 存在的主要问题

1．4 本文的主要研究内容、方法和技术路线

1．4．1 本文主要研究内容及研究重点

1．4．2 研究方法

1．4．3 技术路线

2 冻土单轴抗压强度试验研究

2．1 试验内容

2．1．1 试验仪器介绍

2．1．2 试验要求

2．1．3 试验数据处理标准

2．2 试验数据分析

2．2．1 冻土单轴抗压强度与温度关系曲线

2．2．2 冻土抗压强度与含水率的关系

2．3 变形曲线弹性极限

2．4 不同试验方法单轴抗压强度分析

2．4．1 试验仪器及加载方式

2．4．2 试验结果及分析

2．5 本章小结

3 冻土单轴蠕变试验研究

3．1 国内外冻土蠕变研究状况

3．2 试验内容

3．2．1 试验仪器介绍

3．2．2 试验方法与标准

3．3 单轴压缩蠕变试验

3．3．1 单试样分级加载下试验分析

3．3．2 多试样单级加载下的试验数据分析

3．3．3 加载方式对单轴蠕变特性影响分析

3．4 单轴蠕变本构方程及模型推导

3．4．1 单轴蠕变经验公式

3．4．2 模型推导及参数反演

3．5 本章小结

4 冻土弹性模量与时间关系

4．1 等时应力-应变曲线

4．2 弹性模量与时间的关系

4．2．1 弹性模量的计算

4．2．2 弹性模量与时间关系曲线以及关系式

4．3 长时弹性模量

4．4 由力学模型导出弹性模量的时间关系式

4．5 本章小结

5 冻土强度的时间关系

5．1 冻土第三屈服强度

5．1．1 第三屈服强度计算

5．1．2 第三屈服强度与时间关系

5．2 长时强度

5．2．1 长时强度的概念

5．2．2 长时强度的计算

5．3 弹性模量、强度与时间关系的讨论

5．4 由力学模型导出强度的时间关系式

5．5 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果