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《黏滯性軟土的流變特性及非線性模型研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、暨南大學(xué)博士學(xué)位論文題名（中英對照）：黏滯性軟土的流變特性及非線性模型研究Researchonrheologicalcharacteristicsandnon-linearmodelofsoftsoil作者姓名：羅慶姿指導(dǎo)教師姓名：陳曉平及學(xué)位、職稱：博士教授學(xué)科、專業(yè)名稱：工程力學(xué)學(xué)位類型：（學(xué)術(shù)學(xué)位/專業(yè)學(xué)位）））論文提交日期：論文答辯日期：答辯委員會主席：論文評閱人：學(xué)位授予單位和日期：獨創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進行的研究工作及取得的研宄成果。除了文中特別加以標(biāo)注和致謝的地方外，論文中不包含其他人己經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研宄成果，
2、也不包含為獲得暨南大學(xué)或其他教育機構(gòu)的學(xué)位或證書而使用討的材料?與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻均已在論文中作了明確的說明并表示謝意。學(xué)位論文作者簽名：簽字曰期：年6月/(7曰學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解暨南大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復(fù)印件和磁盤，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)暨南大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編學(xué)位論文。(保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)書）學(xué)位論文作者簽名：簽字曰期：〈月/0曰學(xué)位論文作者畢業(yè)后去
3、向：工作單位：電話:通訊地址：郵編：暨南大學(xué)博士學(xué)位摘要軟黏土廣泛分布在我國沿海、沿江等經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)，其具有含水率高、孔隙比大、壓縮性強、黏滯性等特點，這使得在軟黏土地基上修筑結(jié)構(gòu)物時，其沉降問題尤其是長期沉降問題就顯得尤為突出。軟黏土的變形過程與時間密切相關(guān)，這既包括超靜孔隙水壓力消散、土體體積壓密的固結(jié)過程，還包括由于其黏滯特性所引起的蠕變變形，兩者互相影響，共同決定著土體的長期沉降。因此，如何基于土體變形的時間效應(yīng)，建立起可以反映軟黏土蠕變特性的本構(gòu)模型并實現(xiàn)蠕變-固結(jié)的耦合作用，是工程界和學(xué)術(shù)界共同探討的熱點問題。本研究使用室內(nèi)試驗、理論分析及數(shù)值
4、模擬等方法對軟黏土的固結(jié)、蠕變特性及控制方程的建立進行了綜合研究，主要研究內(nèi)容及成果如下：（1）開展了一維K0側(cè)限固結(jié)試驗、三軸固結(jié)不排水剪切試驗、三軸固結(jié)不排水蠕變試驗，分析了軟黏土變形的時效性特征和變形機理，并為進一步彈黏塑性本構(gòu)模型的建立提供了試驗基礎(chǔ)。試驗成果表明：1）土體的次固結(jié)系數(shù)隨著加載時間的增長及預(yù)壓作用而減?。磺掖喂探Y(jié)系數(shù)隨荷載的增加而增大，但其增加幅度依賴于土體的固結(jié)狀態(tài)，次固結(jié)系數(shù)隨荷載變化曲線會在與pc有關(guān)的某一范圍處出現(xiàn)轉(zhuǎn)折點。次固結(jié)系數(shù)與壓縮指數(shù)之間呈較好的線性關(guān)系，其比值在0.028～0.049之間。2）當(dāng)上部荷載較小時，土體
5、的三軸固結(jié)不排水蠕變變形隨時間會逐漸減弱并最終趨于穩(wěn)定；而當(dāng)荷載達到一臨界強度時，土體的蠕變變形會在加載一段時間后隨時間快速發(fā)展，土體發(fā)生剪切蠕變破壞。3）在應(yīng)變控制模式下，土體的不排水剪切強度會隨著剪切應(yīng)變速率的提高而增加，且其率相關(guān)性可以很好地用速率參數(shù)表征。（2）基于一維K0側(cè)限固結(jié)試驗的成果，在Bjerrum等時間線理論的基礎(chǔ)上驗證了將蠕變變形當(dāng)作與時間相關(guān)塑性變形這一假設(shè)的合理性，并分別從蠕變效應(yīng)及應(yīng)變率效應(yīng)兩個角度推導(dǎo)了一維K0側(cè)限條件下的非線性彈黏塑性模型，給出了模型參數(shù)的物理意義及獲取方法。將所建立的非線性彈黏塑性模型引入一維Terzagh
6、i固結(jié)理論，建立了一維K0側(cè)限條件下的蠕變-固結(jié)耦合控制方程，并通過Crank-Nicolson有限差分格式對控制方程進行了求解。通過對一維K0側(cè)限固結(jié)試驗的模擬及與Imai和Leroueil的試驗結(jié)果對比，驗證了所建模型的合理性。計算結(jié)果表明，隨著土樣高度的增加、土體黏滯特性的增強，本文模型與假設(shè)A計算所得的主固結(jié)完成時的變形量之間的差值也會越來越大。（3）基于改進的GJY型K0固結(jié)儀開展了一維柔性等比側(cè)限固結(jié)試驗，分析了土體在I暨南大學(xué)博士學(xué)位允許一定側(cè)向變形時的壓縮特性，并將試驗結(jié)果與K0側(cè)限條件下的成果進行了對比分析。結(jié)果表明，柔性等比側(cè)限條件下的
7、壓縮曲線、壓縮指數(shù)及次固結(jié)系數(shù)的發(fā)展規(guī)律均與K0側(cè)限條件下的一致，但由于側(cè)向變形的產(chǎn)生，其壓縮指數(shù)約為K0側(cè)限條件下的1.08～1.16倍，次固結(jié)系數(shù)約為K0側(cè)限條件下的1.1～1.3倍。在柔性等比側(cè)限固結(jié)試驗的基礎(chǔ)上，根據(jù)達西定律、有效應(yīng)力原理及連續(xù)性原理推導(dǎo)出柔性等比側(cè)限條件下的一維固結(jié)方程，且與建立的非線性彈黏塑性模型進行耦合，得到柔性等比側(cè)限條件下的蠕變-固結(jié)耦合控制方程，并給出了模型參數(shù)的意義及確定方法。通過對柔性等比側(cè)限壓縮試驗結(jié)果的模擬，驗證了模型的合理性，且模擬結(jié)果表明，柔性等比側(cè)限條件下土樣厚度、次固結(jié)系數(shù)對主固結(jié)完成時應(yīng)變值的影響均較K
8、0側(cè)限條件下的大，本文對單層地基在柔性等比側(cè)限條件下計算所得的主固
