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《同济大学》 2006年
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长期往复荷载作用下无粘性材料累积变形研究

张宏博  
【摘要】:当前,随着交通的日益繁忙,路基的长期沉降问题已经引起人们的广泛关注,如何控制和减少路基沉降已经成为道路工程界和岩土工程界共同关注的热点问题。由于长期以来道路工程土力学和传统的岩土工程土力学作为两个不同学科而各自发展,导致现行道路设计还主要依靠经验方法。同时,尽管以弹塑性理论为核心的本构理论在道路工程中也有涉及,但由于多数模型采用传统的小步长积分方式,造成计算时间过长,难以在实际工程中应用。总之,迄今为止,还未发现有合适的本构模型能够同时考虑计算的简便性和无粘性材料复杂的变形特征。文献表明,近年来,基于安定性理论而提出的弹塑性本构模型由于只需考虑循环加载过程中的最大塑性变形,可采用较大的积分步长,具有良好的应用前景。因此,为了能够填补目前道路长期沉降计算方法上的空白,本文在系统研究砂土变形特性的基础上,基于安定性理论提出了双硬化弹塑性本构模型,可以合理有效地计算无粘性材料在大数目循环加载时的累积塑性变形,从而为下一步探索控制和减少路基长期沉降的有效途径提供了可靠的理论依据和数值分析手段。因此,本课题具有重大的理论意义和工程实用价值。 本课题取得了如下创新性的研究成果: 1.在试验室内运用GDS土体多功能三轴试验机,对上海粉细砂进行了一系列的常规三轴压缩试验,针对其在不同试验条件下的变形规律进行了系统分析。试验表明,无论排水还是不排水试验条件,砂土都表现出两类显著的变形特征,一是应力-剪胀性特征,二是剪切应变硬化/软化特征,这两类特征均与试样的初始密实度及有效围压密切相关。同时,对比等向与非等向固结时的三轴剪切试验结果,可知后者的峰值强度及剪胀性特征均高于前者,表明初始应力各向异性对砂土应力-应变关系有较为显著的影响。 2.利用上述仪器,对上海粉细砂进行了大数目循环次数(5000次)的非等向固结三轴压缩试验,得出其在不同初始密实度、不同围压和不同动应力时的变形规律,发现初始密实度及围压相同时,动应力比越大,累积变形越大;而在同样的应力水平下,密实度越高,累积变形越小;另外,围压对累积变形也有一定的影响。同时,有两点需要注意:一是累积变形主要发生在加载初期,
【学位授予单位】:同济大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TU441

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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2 姚兆明;陈晓霞;;长期循环荷载下饱和软黏土安定性模型[J];土木建筑与环境工程;2011年06期
3 姚兆明;黄茂松;张宏博;;长期循环荷载下粉细砂的累积变形特性[J];同济大学学报(自然科学版);2011年02期
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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8 龚晓南;袁静;益德清;;岩土流变模型研究的现状与展望——第九届全国结构工程学术会议特邀报告[A];第九届全国结构工程学术会议论文集第Ⅰ卷[C];2000年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前10条
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【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 栾茂田,许成顺,刘占阁,郭莹;一般应力条件下土的抗剪强度参数探讨[J];大连理工大学学报;2004年02期
2 黄茂松;扈萍;张宏博;;考虑剪胀性和应变软化的粉细砂双屈服面本构模型[J];水利学报;2008年02期
3 张宏博;黄茂松;宋修广;;循环荷载作用下粉细砂累积变形的等效黏塑性本构模型[J];水利学报;2009年06期
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6 黄茂松;李进军;李兴照;;饱和软粘土的不排水循环累积变形特性[J];岩土工程学报;2006年07期
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【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 王立娜;凌贤长;李琼林;张锋;;列车荷载下青藏冻结粉质黏土变形特性试验研究[J];土木工程学报;2012年S1期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前4条
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【相似文献】
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1 张扬;武振宇;;纵向板-矩形管节点拟静力试验的数值模拟(英文)[J];科学技术与工程;2011年10期
2 张志刚;乔春生;刘勇;;节理岩体强度特征研究综述[J];煤田地质与勘探;2006年05期
3 徐远杰;潘家军;楚锡华;孔科;;基于扰动状态概念的堆石料本构模型研究[J];工程力学;2010年06期
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8 李兴照;黄茂松;;循环荷载作用下流变性软黏土的边界面模型[J];岩土工程学报;2007年02期
9 刘泽佳;李锡夔;;非饱和土化学-水力-力学耦合行为数值模拟[J];岩土力学;2008年11期
10 陈荣,彭伟东,尹建华,胡正东,葛修润,丰定祥;砂固结预应力锚杆的试验及其数值模拟[J];岩石力学与工程学报;2000年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 胡黎明;濮家骝;;土与结构物接触面特性研究[A];第七届全国结构工程学术会议论文集(第Ⅲ卷)[C];1998年
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3 曾志朋;金泉林;张艳姝;;金属热变形过程中的微观组织预测[A];2002年材料科学与工程新进展(下)——2002年中国材料研讨会论文集[C];2002年
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7 江德安;李晓杰;闫鸿浩;;大型线型聚能切割器对浅海废弃油井切割的数值模拟[A];中国爆破新技术Ⅱ[C];2008年
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9 王刚;季顺迎;吕和祥;岳前进;;海冰的广义双剪粘弹塑性本构模型[A];数学·力学·物理学·高新技术研究进展——2006(11)卷——中国数学力学物理学高新技术交叉研究会第11届学术研讨会论文集[C];2006年
10 刘君;刘福海;孔宪京;;考虑破碎的堆石料颗粒流数值模拟[A];第二届中国水利水电岩土力学与工程学术讨论会论文集(一)[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 通讯员 朱江 冯明农;风能项目组研讨数值模拟产品共享[N];中国气象报;2010年
2 本报记者 赵亚辉;探寻“大气”的奥秘[N];人民日报;2005年
3 张晓健;二重大型铸锻件数值模拟国家工程实验室获批[N];中国冶金报;2007年
4 向杰 实习生:孙馨;在计算机上模拟大气和海洋运动[N];科技日报;2005年
5 通讯员 李丹 记者 刘祥飞;大庆采油六厂沸石调剖室内试验取得重要进展[N];中国石油报;2007年
6 本报记者 吴楠 通讯员 许家帅;数值模拟预测工程效果指导工程建设[N];中国交通报;2008年
7 上海交通大学 潘健生;材料热处理过程的数值模拟[N];科技日报;2002年
8 韩宗坡;中国气象局人工影响天气中心成立[N];中国气象报;2007年
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中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 张宏博;长期往复荷载作用下无粘性材料累积变形研究[D];同济大学;2006年
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4 严春吉;液体射流分裂雾化机理及内燃机缸内工作过程的模拟[D];大连海事大学;2005年
5 何志伟;复合期权与路径相关期权定价理论模型、数值模拟及应用研究[D];华中科技大学;2005年
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7 胡国权;淮河试验时期的能量与水份循环研究[D];中国气象科学研究院;2001年
8 吴一红;管阵流体弹性不稳定性研究及流体诱发振动数值模拟[D];清华大学;1991年
9 陈黎明;电弧加热发动机的设计与研究[D];清华大学;2002年
10 肖金花;波纹管传热强化及其轴向承载能力研究[D];北京化工大学;2006年
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1 黎太平;黄土地区新老路基交接处不均匀沉降机理研究[D];长沙理工大学;2005年
2 黄凯;粉土在循环荷载作用下的累积变形研究[D];长沙理工大学;2009年
3 寇亚飞;压实黄土流变特性及其工程应用研究[D];长安大学;2007年
4 黎瑞洪;膨胀土路堑边坡变形特性及破坏机理研究[D];湖南大学;2009年
5 木拉提;CN灌水条件下土壤水分运动的数值模拟[D];新疆农业大学;2000年
6 何辉;面板堆石坝应力变形特性分析与程序设计研究[D];天津大学;2005年
7 张渤涛;复杂形状汽车覆盖件成形过程数值仿真模式的研究[D];山东大学;2005年
8 孙明新;起重机臂架受力状态模拟[D];山东大学;2005年
9 邱田金;日照港岚山港区30万吨原油码头工程潮流数值模拟及泥沙淤积分析[D];中国海洋大学;2005年
10 张皓光;轴向间隙引气对多级轴流压气机性能及流场影响的数值模拟[D];西北工业大学;2006年
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