合肥地区黏土微观结构的空间变异性研究

摘要

土性参数的空间变异性是岩土工程不确定性的主要原因，土的微观结构研究对理论探索和工程实践都具有很大的意义，故本文以合肥地区黏土为研究对象，开展以下研究:
　　采用激光粒度仪测得不同取样点的粒径分布曲线，通过对比分析，得到不同取样点试验土体粒径分布的差异;根据各取样点粒径分布的均值，对其进行颗粒级配和粒度组成的划分，从而得到试验土体的颗粒组成。对不同取样点的原状土体进行扫描电镜试验，利用Matlab程序语言对扫描电镜图片进行定量分析处理，从而得到试验土体的孔隙和土颗粒特征，并且为采用随机生长四参数法重构土体微观结构提供参数依据。
　　依据试验土体的土颗粒和孔隙分布特征，仿真构建土体微观结构，利用n点空间相关函数结合蒙特卡洛模拟求解孔隙相的自相关函数，根据相关函数法拟合求解得出土体微观结构的自相关距离，并探讨分析了网格密度以及代表性体积单元的大小对自相关距离的影响。此外，采用相似理论，根据量纲分析法得到实际研究场地下土体的参数取值，从而得出试验场地中土体的自相关距离，为采用数值分析法研究土体空间变异性提供参考。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 研究目的和意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 土体微观特性的研究进展

1．2．2 土体粒径分析的研究进展

1．2．3 土体微观结构模型的研究进展

1．2．4 土性参数空间变异性的研究进展

1．3 论文的组织结构

第二章 土体粒径分布的试验研究

2．1 土体粒径分布曲线

2．2 试验土体的基本性质

2．3 粒径分布曲线的试验研究

2．3．1 试验原理

2．3．2 试验仪器及步骤

2．3．3 试验结果

2．4 粒径分布曲线的试验结果分析

2．4．1 颗粒级配分析

2．4．2 粒度组成分析

2．5 本章小结

第三章 土体微观结构的试验研究

3．1 试验方法

3．2 试验仪器及步骤

3．2．1 试验仪器

3．2．2 试验步骤

3．2．3 试验结果

3．3 土体微观结构的定量分析

3．3．1 原理及步骤

3．3．2 微观结构的分形分析

3．3．3 孔隙分布特征

3．3．4 土颗粒分布特征

3．4 本章小结

第四章 土体微观结构模型的仿真重构

4．1 原理及步骤

4．2 参数获取

4．2．1 固相生长核的分布概率

4．2．2 生长概率

4．2．3 孔隙率

4．3 模型均匀性检测

4．4 本章小结

第五章 土体结构的空间变异性分析

5．1 n点空间相关函数

5．1．1 2点空间相关函数

5．1．2 3点空间相关函数

5．2 空间自相关函数

5．3 自相关距离

5．3．1 求解方法

5．3．2 求解结果

5．3．3 网格密度影响

5．3．4 RVE尺寸影响

5．3．5 土体各向异性影响

5．4 实例求解

5．4．1 相似理论

5．4．2 RVE选取的影响

5．5 本章小结

第六章 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文