考虑冻结粘性土结构损伤特性的本构模型

摘要

冻土是种十分特殊的材料，而冻土结构性的研究也经历了漫长曲折的探索过程，随着科技的发展，人工冻土技术的应用越来越多，对冻土结构性的研究依然重要，不管是理论的建立还是经验的累计，随着对冻土结构性研究的发展，工程建设将更加安全和科学。
　　本文通过对重塑土人工冻结并进行单轴压缩试验和单轴蠕变试验，通过考虑不同的含水率及温度，分析冻土的物理力学性质并研究冻土的结构性。将计算机统计出的实时数据进行截面积修正，考虑泊松比对试验数据的影响，为之后的研究工作提供更符合实际的试验数据。根据单轴压缩试验得到损伤起始条件（应力损伤门阀值和应变损伤门阀值）并找出其与温度、含水率之间的关系;确定损伤变量D，从而得到冻土损伤本构模型，对不同试验条件下的单轴压缩曲线进行拟合，证明了此模型能够很好的描述冻结粘性土的应力-应变曲线特征。根据单轴蠕变试验分析冻结粘性土的蠕变特性，分析不同流变模型的应用，从而建立考虑结构损伤的流变模型，并将理论值与实验值比较，证明了此模型可以很好的描述冻结粘性土的蠕变特性。分析蠕变对冻土单轴抗压强度的影响，并用损伤本构模型进行拟合，结果表明，此损伤本构模型可以很好的描述预压后冻土应力-应变曲线中的弹性阶段以及应变较大时的损伤阶段，而只在弹性段结束后，损伤开始阶段初期与实验值有较大差异。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 课题研究背景及意义

1．2 冻土结构性研究的根本途径

1．3 国内外研究现状

1．4 研究内容、目标和技术路线

2 冻土变形特征试验

2．1 试验内容

2．2 试验仪器及试样制作

2．3 单轴压缩变形特征

2．3．1 数据处理时的截面积修正

2．3．2 单轴压缩试验

2．3．3 冻土结构损伤起始条件分析

2．4 预压后单轴压缩变形特性

2．4．1 预压后单轴压缩试验

2．4．2 结构损伤起始条件

2．5 本章小结

3 冻土结构损伤特性分析

3．1 冻土的结构性及影响因素

3．2 冻土的损伤分析

3．2．1 冻土的颗粒破损

3．2．2 冻土的颗粒滑移

3．3 损伤变量的确定及冻土损伤本构模型

3．3．1 损伤变量的确定

3．3．2 冻土损伤本构关系

3．4 本章小结

4 冻土蠕变损伤耦合本构模型

4．1 单轴蠕变试验及其蠕变特征分析

4．2 考虑冻土损伤效应的蠕变模型的建立

4．2．1 模型的建立

4．2．2 参数的确定

4．3 考虑冻结粘性土损伤效应的蠕变本构模型的反演

4．3 本章小结

5 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

致谢

作者简介及读研期间主要科研成果