收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

非饱和土的广义有效应力原理及其本构模型研究

刘艳  
【摘要】:土力学发展到目前为止,其理论基础仍然很不完善,仍处于半理论、半经验的发展阶段,土力学统一和完备的理论基础仍有待于研究和发展。上世纪六七十年代发展起来的多相孔隙介质理论,为非饱和土力学的发展提供了理论基础。非饱和土是一种三相的多孔介质材料,它由固体颗粒和孔隙组成,孔隙中填充着水和气。气体的存在使得非饱和土的性质比饱和土要复杂得多,也使得影响非饱和土性质的因素变多,因此很难像饱和土那样找出非饱和土的响应(或应变)与应力状态之间的简单和唯一的关系。本文以多相孔隙介质力学理论为基础,提出了非饱和土广义有效应力原理,并建立了非饱和土的本构模型,主要研究成果为: (1)以多相孔隙介质理论为基础,从基本的物理规律即各种平衡方程出发,建立非饱和土的基本方程,并得到了非饱和土变形功的表达式。在总变形功的具体方程基础上提出了广义有效应力原理,给出了本文建议的与土骨架位移在功上对偶的有效应力表达式。指出应当选择非饱和土有效应力,修正吸力和气压三个应力状态变量来描述非饱和土的行为,并给出了相对应的功共轭的广义变形,为建立非饱和土本构方程奠定基础。 (2)根据非饱和土的变形功表达式,推导得到了非饱和土各相的自由能和耗散势增量方程,然后采用热力学的方法来建立非饱和土的本构模型。根据广义有效应力原理选择应力变量,并选择适当的内变量来考虑非饱和土三相之间的联系,建立了固液气三相耦合的非饱和土本构模型框架。该框架将可以考虑很多复杂因素的影响,比如气相耗散对土体的影响等。 (3)在非饱和土模型框架的基础上,通过适当的假设和简化,建立三轴应力状态下固液气三相耦合的非饱和土本构模型。其最大的特点在于首次在模型中考虑了气相硬化的影响,从理论的角度,这一模型由于考虑了气相压力变化的影响,因此更加全面和更具有一般性。采用已有的实验数据对模型进行验证,结果表明不论是在低饱和度阶段还是高饱和度阶段,模型都能很好的拟合试验结果。 (4)对SFG模型进行了探讨和研究,指出其中存在的不足即无法考虑饱和度对土体性质的影响。以本文给出的有效应力为基础,提出了修正的SFG模型。该模型通过非饱和土的有效应力很自然地将SFG模型中无法考虑的饱和度对土体的影响引入进来。将修正后的模型与SFG模型进行了比较,并将模型与已有的试验数据进行了对比,结果表明本文模型在没有增加参数的同时可以考虑饱和度的影响并能反映更多的实验现象。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 曹雪山;殷宗泽;;非饱和土二维固结简化计算的研究[J];岩土力学;2009年09期
2 崔溦;杨建;刘丽;;连续降雨作用下非饱和土边坡的稳定性分析[J];水文地质工程地质;2007年03期
3 汤连生;颜波;张鹏程;张庆华;;非饱和土中有效应力及有关概念的解说与辨析[J];岩土工程学报;2006年02期
4 梁伟;李月;路军富;;非饱和土吸力对边坡稳定性安全系数的影响[J];西华大学学报(自然科学版);2007年01期
5 刘小平;赵明华;陈安;;从饱和度再认识非饱和表层土吸力[J];湖南大学学报(自然科学版);2007年07期
6 申春妮;方祥位;王和文;孙树国;郭剑峰;;吸力、含水率和干密度对重塑非饱和土抗剪强度影响研究[J];岩土力学;2009年05期
7 殷宗泽;凌华;;非饱和土一维固结简化计算[J];岩土工程学报;2007年05期
8 曹雪山;殷宗泽;凌华;;非饱和土受压变形的简化计算研究[J];岩土工程学报;2008年01期
9 苗强强;陈正汉;朱青青;;p-s平面上不同应力路径的非饱和土力学特性研究[J];岩石力学与工程学报;2011年07期
10 缪林昌,严明良,殷宗泽;人工神经网络预测非饱和土的特征参数[J];河海大学学报(自然科学版);1999年01期
11 陈勇;刘德富;王世梅;;非饱和土弹塑性模型参数的试验确定及有限元法[J];岩土力学;2009年02期
12 凌华;殷宗泽;蔡正银;;非饱和土的应力-含水率-应变关系试验研究[J];岩土力学;2008年03期
13 曹雪山;殷宗泽;;一维非饱和土固结简化计算的改进方法[J];公路交通科技;2009年10期
14 周建;;非饱和土Barcelona模型修正及存在问题探讨[J];浙江大学学报(工学版);2006年07期
15 徐永福,傅德明;非饱和土结构强度的研究[J];工程力学;1999年04期
16 凌华;殷宗泽;蔡正银;;非饱和土受荷后的单向初期变形和固结变形[J];河海大学学报(自然科学版);2007年01期
17 李冬梅;;非饱和膨胀土的GA-NN本构模型[J];科技创新导报;2009年02期
18 蔡国庆;赵成刚;刘艳;;一种预测不同温度下非饱和土相对渗透系数的间接方法[J];岩土力学;2011年05期
19 蔡国庆;赵成刚;刘艳;李舰;;考虑温度影响的非饱和土变形特性[J];科学通报;2011年18期
20 李锡夔,范益群;非饱和土变形及渗流过程的有限元分析[J];岩土工程学报;1998年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘海宁;王俊梅;王思敬;刘汉东;胡波;;黄河下游堤防非饱和土边坡渗流分析[A];中国科学院地质与地球物理研究所2006年论文摘要集[C];2007年
2 叶为民;王琼;陈宝;黄雨;;上海软土的非饱和特征研究进展[A];第八届全国工程地质大会论文集[C];2008年
3 严耿升;张虎元;刘平;刘吉胜;李敏;;壁画地仗非饱和渗透性研究[A];岩石力学与工程的创新和实践:第十一次全国岩石力学与工程学术大会论文集[C];2010年
4 陈正汉;;非饱和土的理论与实践[A];“力学2000”学术大会论文集[C];2000年
5 刘海宁;刘汉东;王思敬;;黄河下游堤防非饱和土边坡稳定性分析[A];第一届全国水工岩石力学学术会议论文集[C];2005年
6 涂平晖;赵慧丽;张弥;;饱和度的变化对非饱和土抗剪强度参数影响的试验研究[A];第十届全国结构工程学术会议论文集第Ⅱ卷[C];2001年
7 陈仲颐;;非饱和土力学的基本原理与实际应用[A];海峡两岸土力学及基础工程地工技术学术研讨会论文集[C];1994年
8 缪林昌;殷宗泽;;人工神经网络在非饱和土研究中的应用[A];岩土力学的理论与实践——第三届全国青年岩土力学与工程会议论文集[C];1998年
9 詹良通;吴宏伟;;新双室非饱和土体积变化测量系统[A];中国土木工程学会第九届土力学及岩土工程学术会议论文集(上册)[C];2003年
10 杨代泉;沈珠江;;考虑汽、水、气、热运动与土骨架变形耦合作用的非饱和土广义固结理论[A];首届全国岩土工程博士学术讨论会论文集[C];1990年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘艳;非饱和土的广义有效应力原理及其本构模型研究[D];北京交通大学;2010年
2 蔡国庆;基于多孔介质理论的土体多场耦合模型及其在非饱和土本构建模中的应用[D];北京交通大学;2012年
3 苏万鑫;非饱和土一维固结理论的解析与数值研究[D];浙江大学;2009年
4 吴丽君;高速铁路非饱和土固结压缩特性及地基加固技术研究[D];西南交通大学;2011年
5 徐明江;非饱和土地基与基础的动力响应研究[D];华南理工大学;2010年
6 李幻;考虑任意干湿循环变化历史的非饱和土本构理论[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2010年
7 陈辉;非饱和土水力特性测试理论与方法研究[D];中国科学院研究生院(武汉岩土力学研究所);2010年
8 侯龙;非饱和土孔隙水作用机理及其在边坡稳定分析中的应用研究[D];重庆大学;2012年
9 金旭;非饱和原状土土—水特征曲线及本构模型的研究[D];北京交通大学;2010年
10 邢义川;非饱和土的有效应力与变形——强度特性规律的研究[D];西安理工大学;2001年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 徐昀;非饱和土深基坑围护结构体系方案优化研究[D];北京交通大学;2010年
2 贺再球;非饱和土气态水迁移规律及其与液态水混合迁移的耦合计算[D];西安建筑科技大学;2004年
3 肖元清;非饱和土的抗剪强度和基质吸力的现场监测[D];武汉大学;2005年
4 陈勇;清江古树包非饱和滑带土基本特性试验研究及有限元模型建立[D];三峡大学;2005年
5 胡波;非饱和土土—水特征曲线的研究[D];武汉大学;2005年
6 王娜;基于广义有效应力的非饱和土本构模型研究[D];北京交通大学;2010年
7 王荣山;北京城铁东直门车站深基坑开挖和支护技术研究[D];天津大学;2005年
8 王福恒;降雨条件下山区公路边坡稳定性分析及评价[D];长安大学;2004年
9 邓猛;考虑气相硬化影响的非饱和土本构模型试验研究[D];北京交通大学;2012年
10 孙健;非饱和土土水特性曲线及导水系数测量方法研究[D];大连理工大学;2001年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 张晓冬 阳雄 郑明朗;陈正汉:厚木板钻二十年[N];科技日报;2003年
2 张艳江 罗文可;始于垒土攀险峰[N];中国水利报;2002年
3 长沙理工大学;工程中的“癌症”被攻克[N];中国交通报;2007年
4 本报特约通讯员李荣惠;让更多科技成果走进西部[N];科技日报;2003年
5 长沙理工大学;攻克工程中的“癌症”[N];科技日报;2007年
6 冷元宝 乔惠忠;构筑水利工程坚固永续的盾牌[N];黄河报;2010年
7 葛运溥;膨胀土地区施工技术取得突破[N];中国交通报;2007年
8 ;二手房风险防御有术[N];山西日报;2004年
9 英旺;吸油烟机——你的吸力有多大?[N];中国企业报;2000年
10 记者 贾书哲;帅康大吸力吸油烟机打破行业技术瓶颈[N];中华合作时报;2011年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978