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《昆明理工大学》 2006年
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粘性土渗透模型及其弹塑性损伤模型研究

肖红宇  
【摘要】:本文在综合分析土体渗透性、本构关系以及强度损伤特性研究现状的基础上,明确了目前土体渗透性及强度损伤特性研究中存在的问题,针对粘性土的渗透系数、渗透模型以及强度损伤模型进行研究,其理论基础就是土体微结构理论、分形几何理论以及损伤力学理论。 在明确粘性土由于颗粒之间的阻力导致水在粘性土中渗透时存在起始水力坡降,从而使得粘性土的渗透关系偏离砂土达西(Darcy)定律的基础上,提出了粘性土的达西(Darcy)定律;并阐明了粘性土渗透性的微观机理就在于粘性土孔隙中结合水膜的重叠作用。根据粘性土的达西(Darcy)定律和水流连续性原则,建立起考虑起始水力坡降的粘性土渗透系数公式,并给出了误差分析方法。实例分析结果表明,本文考虑起始水力坡降后得到的粘性土渗透系数大于现行规程不考虑起始水力坡降得到的渗透系数,而本文公式计算渗透系数的各项误差都小于按规程算得的相应指标值,说明本文考虑起始水力坡降后确定的粘性土渗透系数更能反映粘性土的实际渗透情况。 粘性土的渗透系数除按上述方法确定外,还可借用分形几何理论建立渗透模型来确定。文中在明确土颗粒粒度分布具有自相似性的基础上,根据土颗粒粒度分布分维数确定出土颗粒粒径分布函数。基于球形土颗粒的假定和土颗粒粒径分布函数,确定出单位体积土体中土颗粒的总数及土颗粒的表面积;并根据土体中土颗粒表面与孔隙边界的一致性,确定出孔隙表面积和孔隙比表面积。再基于等效管径毛管的比表面积和孔隙比表面积相等的原则,通过Poiseiulle定律建立起粘性土的渗透模型,给出了模型参数的确定方法。实例分析结果表明,粘性土的渗透系数与孔隙比表面积存在显性关系,渗透系数随孔隙比表面积的增大而减小。粘性土的渗透模型可以较好地预测粘性土的渗透系数。 土体的渗透特性取决于土体在外荷载下的结构状态。在外荷载作用下,土体结构的不断调整过程实际上就是土体结构的损伤演变过程。因此,借助损伤力学理论来研究土体的损伤特性。在研究土体受力过程土颗粒之间的连接变形特性的基础上,用理想弹塑性元件来代替土体颗粒之间的连接,假设元件随其极限应变
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TU442

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【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
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【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国博士学位论文全文数据库 前1条
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【共引文献】
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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】
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【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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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3条
1 房敬年;岩盐弹塑性损伤耦合机理及对其溶蚀特性的影响[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2009年
2 肖红宇;粘性土渗透模型及其弹塑性损伤模型研究[D];昆明理工大学;2006年
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