砂土不同粒径对邓肯—张双曲线模型参数的影响

邓肯-张双曲线模型能较好地反映土体的非线性性态,概念清楚,易于理解,在岩土工程和地下工程的数值分析中得到广泛应用.在作具体数值计算时,要用到具体的参数值.一些文献、书籍和资料中,给出了一般性的砂土、粘土和黄土等的邓肯-张模型参数.通过常规三轴试验,得到了砂土的不同粒径对邓肯-张模型参数a,b值的影响.     

循环荷载作用下流变性软黏土的边界面模型

为了预测交通荷载作用下流变性软黏土的长期运行沉降,提出了一个能够描述循环加载条件下饱和软黏土流变特性的弹黏塑性本构模型。本模型以边界面弹塑性理论为基础,采用滞后变形理论。模型不仅能单独考虑土体的流变效应和循环加卸载效应,还能考虑交通荷载作用下软黏土在循环荷载和流变耦合作用下的变形特性。模型概念清晰,参数少。通过多组上海软黏土循环加载流变试验结果的模拟,初步验证了本模型的合理性和有效性。     

双向激振下饱和软黏土应变软化现象试验研究

循环荷载作用下饱和软黏土将发生刚度软化现象。由于受试验条件的限制,以往对软黏土循环软化现象的研究大都基于单向循环荷载试验。通过GDS双向动三轴系统对双向循环荷载作用下饱和软黏土的刚度软化现象进行了初步的探讨。着重分析了循环偏应力、径向循环应力、初始剪应力等因素对双向循环作用下软黏土刚度变化规律的影响。研究结果表明:循环偏应力的增加、径向循环应力的提高都将加快刚度软化。随着径向循环应力比的增加,临界循环应力比减少。双向激振循环荷载作用下软黏土存在门槛径向循环应力比。当径向循环应力比小于该门槛值时,双向振动不能加速土体软化。随着初始固结剪应力的增加,刚度有所提高。在试验的基础上初步建立了双向循环荷载作用下饱和软黏土的软化模型。将该软化模型引入到修正的Iwan模型中来描述土体的应力–应变关系,证实了模型的准确性。     

宁波地区主要土层邓肯—张模型参数试验研究

土的本构模型是反映其应力—应变关系的数学表达式,邓肯—张模型作为土的最为普及的本构模型之一,概念简单,计算方便,能较好地反映土体的非线性性态。虽存在很多局限性,仍在实际工程中广泛使用。为了获得宁波地区主要土层的邓肯—张模型参数,从宁波轨道交通地铁1号线一期石路头停车场工点取土样,对各层土样分别在不同的围压下进行了三轴固结排水试验,通过分析其应力应变曲线,得到了所需参数。所得参数可作为宁波地区岩土工程和地下工程问题分析计算的参考值。     

碱处理红黏土应力应变关系研究

以碱处理前、后红黏土在CTC(增p)、TC(等p)、RTC(减p)三种模拟工况下的三轴试验数据为基础,结合邓肯-张模型和广义强度发挥面理论(Extend SMP)研究土样的应力应变关系.结果表明,基于邓肯-张模型,碱处理前、后红黏土试样的ε1/(σ1-σ3)～ε1关系曲线并不是简单的线性关系,简单邓肯-张模型下分析的红...     

高温后上海软黏土的土-水特性及微观机理试验研究

土-水特征曲线(SWCC)是揭示非饱和土性状的主要本构关系,但对于100℃以上高温环境下软黏土的土-水特性研究很少。针对上海软黏土的常温(20℃)土样和105℃,150℃和200℃等高温加热4 h后的土样,采用气相法研究了高温作用后上海软黏土的土-水特征曲线随温度的变化,同时,通过扫描电镜(SEM)试验研究了高温后软黏土的土-水特性随温度变化的微观机理。试验结果表明100℃以上高温环境下上海软黏土的土-水特征曲线随温度升高呈逐渐下降趋势,说明随温度升高软黏土的持水能力下降,吸力降低,进气值减小。分析各温度下土样的SEM图像发现,土的总孔隙数量减少,但少量孔隙的孔径增大,从微观特征上说明了土-水特性随温度升高的变化趋势和变化机理。说明,孔隙数量和孔隙结构随温度升高发生的变化是导致软黏土的土-水特性随温度升高而变化的根本原因。     

软粘土地基塑性区开展的非线性有限元分析

本文按邓肯-张的非线性弹性模型,用有限元法计算各种情况下饱和软粘土地基随荷载的增长而增长的位移、应力与应力水平,从而探讨软粘土地基塑性区（即剪切破坏区）的发源、扩展与交遇等的规律。文中假设粘土在土自重应力作用下正常固结,在增荷过程未发生排水固结。最后分析了现场荷载试验结果,初步验证了本文的计算方法。     

卸荷土体本构模型选用及其参数的确定——以港珠澳大桥拱北隧道明挖段基坑为例

对卸荷土体工程性质的认识是解决基坑开挖工程中问题的关键,港珠澳大桥连接线珠海拱北隧道处于海相软黏土地层,基坑开挖深度大,断面宽,研究该基坑土体在卸荷应力路径下的土体本构模型及其参数,对工程设计有着重要的意义。取现场土样,选定海相沉积的淤泥质土和可塑状粉质黏土作为研究对象,测定其K0值,采用应力控制式三轴仪,在围压100,200,400,600 kPa状态下进行K0排水固结,对固结完成的土样进行不同应力路径的卸荷试验,根据应力–应变关系曲线的非线性特征,采用邓肯张E–μ模型作为该基坑土体的本构模型,依照试验结果,分别确定邓肯张E–μ模型的8个基本参数,为基坑有限元分析提供重要依据。     

地铁振动荷载下隧道周围饱和软黏土的孔压发展模型

以上海地铁2号线静安寺站-江苏路站区间隧道周围饱和软黏土为研究对象,以现场连续监测资料为基础,利用室内GDS(多功能循环三轴试验系统)试验仪器,探求地铁隧道周围不同深度饱和软黏土的孔隙水压力发展规律。通过室内GDS试验,提出了振动荷载作用下饱和软黏土中孔隙水压力发展模型,并利用现场实测资料对该模型进行修正,最终得到地铁行车荷载作用下饱和软黏土中孔隙水压力发展模型。     

风积土邓肯-张E-B模型参数试验研究

邓肯-张E-B模型是工程中应用最为普及的本构模型之一，该模型参数的确定是决定工程的分析计算是否可靠的关键因素，通过常规三轴试验，得到风积土邓肯-张E-B模型的全部参数，为风积土的地区的工程建设提供了参考。     

含水率对郴州煤系土邓肯-张模型参数的影响

以郴州地区典型煤系土为研究对象,制备了不同含水率的重塑煤系土试样进行三轴固结排水试验,计算得到了各含水率煤系土邓肯-张模型参数并分析了含水率对模型参数的影响。结果表明:试样均呈鼓胀破坏特征,无明显的峰值;试验初期,煤系土试样处于线弹性变形阶段,当应变达到3%~5%时,逐渐进入弹塑性变形阶段;含水率对煤系土邓肯-张模型各参数影响程度不同,其中c值受含水率影响显著,参数c、、Ei、K、Kb随含水率的增加而减小,参数m、n、Rf随含水率的增加而增大;试样含水率在15%-25%时,破坏比Rf值均在0.9以上,但并未发生剪切破坏,表明煤系土应力-应变关系呈硬化型特性。     

循环复合加载条件下裙板式基础下的地基承载力

为了合理考虑软黏土发生强度弱化的循环软化效应,将软黏土循环强度概念与不排水条件下邓肯-张非线性弹性关系与Mises屈服准则相结合,提出非线性弹塑性-循环强度模型。进而对于循环复合加载条件下裙板式基础的稳定性以及动静耦合现象进行有限元模拟,并与已有的模型试验及计算结果进行比较。结果表明:裙板式基础下地基所承受的峰值动荷载相对于其极限承载力有较大降低,不考虑土体屈服前非线性弹性所得到的峰值动荷载偏高。当基础所受的静荷载较小时,地基破坏主要由循环荷载引起,而当基础所受的静荷载较大时,地基破坏主要由静荷载引起。     

天津滨海地区两种典型软黏土蠕变特性试验研究

通过三轴蠕变试验,研究了天津滨海地区两种典型淤泥质黏土和粉质黏土的非线性蠕变特性。蠕变试验采用分级加载的方式进行,利用“陈氏法”对实测数据进行处理后得到两种软黏土在不同应力状态下的蠕变试验曲线。在此基础上,提取相关数据得到两种软黏土的应力–应变等时曲线,根据该曲线的变化规律,采用 Merchant 模型对两种软黏土的蠕变曲线进行拟合,确定模型参数,建立了适用于天津滨海地区两种典型软黏土的非线性蠕变模型。最后,对两种软黏土蠕变模型参数的变化规律进行了对比分析得出： Merchant 模型中虎克弹簧的弹性模量 E _H 随主应力差增大呈负指数规律变化, Kelvin 体的弹性模量 E _K 随主应力差增大呈线性规律变化的经验公式。     

单向循环荷载下超固结软黏土的永久变形特性

为研究超固结饱和软黏土在单向循环荷载作用下的永久变形特性,采用GDS动三轴,对不同超固结度的温州饱和软黏土试样进行了一系列单向循环加载试验,分析了循环动应力水平以及超固结比对饱和软黏土永久轴向应变的影响。试验结果表明:在单向循环加载作用下,超固结饱和黏土存在循环动应力阈值,通过几何作图法综合确定温州饱和软黏土的循环动应力阈值为0.59~0.68,可作为软土路基沉降控制的标准。基于试验结果并结合指数模型,构建了可以综合考虑循环动应力水平、超固结比以及循环次数的饱和软黏土永久轴向应变显式计算模型,适合饱和软黏土地基在交通循环荷载下的累积变形分析。     

温控动三轴试验装置的研制及应用

 为研究温度对土动力特性的影响,设计了内外联合加热的温控装置,研制了温控动三轴试验系统。该系统能实现10 ℃～100 ℃范围内试样温度的精确控制,并可线性调节、分级加温。最后,以宁波饱和淤泥质软黏土为例,初步开展了不同温度下的土动力特性试验,验证了其有效性和可靠性,试验结果表明：在不同温度下,试样的滞回圈形状及发展与常规动三轴试验结果一致;随着温度的升高,软黏土的塑性累积应变、动阻尼比和动孔压减小,动弹性模量增大,且各增量值均随温度上升而减小,反映了软黏土的热硬化特征;累积塑性应变与温度归一化结果呈指数关系。     

基于不同含水率粉土的邓肯-张模型参数试验研究

土的本构模型是研究其力学特性的核心问题,邓肯-张双曲线模型能较好地反映土体的非线性性态,概念清楚,易于理解,在岩土工程和地下工程的数值分析中得到广泛应用。本文通过三轴固结排水试验,分析不同围压下粉土应力应变曲线的特点,得到不同含水率粉土的邓肯-张模型参数。并通过分析由不同含水率粉土的邓肯-张模型参数构成曲线的变化特征,归纳了不同含水率粉土邓肯-张模型各参数的变化规律,为工程设计、计算提供一定的参考价值。     

残积土孔内剪切试验的强度特性及广义邓肯–张模型研究

花岗岩残积土广泛分布在中国东南沿海地区,是近地表花岗岩的风化产物。为了研究花岗岩残积土原位力学行为及其受风化程度的影响,开展不同深度土层的原位孔内剪切试验,获得了不同法向应力下的应力-应变关系曲线和广义邓肯-张模型参数。以砾粒含量表征残积土的风化程度,基于考虑砾粒含量影响的广义邓肯-张模型预测了土体的力学行为,并与实测数据进行对比。结果表明,花岗岩残积土的颗粒级配与土层深度有明显的关联性,用砾粒含量可以表征其风化程度;由孔内剪切试验得到应力-应变曲线呈应变硬化型特征;根据孔内剪切试验的应力-应变关系可以有效地反演广义邓肯-张双曲线模型参数,包括黏聚力c、内摩擦角φ、应力破坏比R_f以及拟合参数K和n;经回归分析发现5种参数均可由砾粒含量的相应函数关系进行拟合求解;由模型计算得到的应力-应变曲线与实测结果吻合度较高,说明采用广义邓肯-张模型描述花岗岩残积土的原位力学行为具有合理性,分析结果拓展了邓肯-张本构模型的适用范围。     

长期循环荷载下饱和软黏土安定性模型

鉴于传统显式、隐式模型计算饱和软黏土长期循环荷载下轴向塑性累积应变的不足,在建立饱和软黏土总应力弹塑性模型基础上,考虑软黏土在长期小动应力比循环荷载作用下具有安定性特点,结合过应力模型及安定性理论提出计算饱和软黏土长期循环荷载下轴向塑性累积应变安定性本构模型.安定性模型能合理描述饱和软黏土循环荷载下的变形特性,模型只考...     

越江地铁荷载作用下软黏土孔压试验研究

杭州湾区域越江地铁往往穿越江底深厚软土层,同时上覆冲淤以及水位的变化会对地铁变形造成不利的影响,从而对地铁安全运营造成隐患。基于双向动三轴试验,首次模拟了越江地铁循环荷载对软黏土地基的作用,得到软黏土孔压发展曲线,并建立越江地铁作用下软黏土的孔压模型。研究结果表明:越江地铁循环荷载作用下,软黏土的孔压发展呈现出"急剧上升→增速减缓→趋于稳定"的变化规律;增大循环加载过程中的有效围压,孔隙水压力会上升;增大径向循环应力比孔隙水压力的稳定值会随之增大;采用二次对数模型能够较好地模拟越江地铁荷载作用下软黏土的孔压发展,且综合考虑了越江地铁荷载径向循环应力比和有效围压的影响,能够为越江地铁工后沉降的控制及预测提供相应的参考。     

滨海软黏土加速蠕变特性试验研究

为了研究滨海软黏土加速蠕变特性,采用典型的滨海相软黏土进行室内蠕变和加速蠕变试验,研究不同围压、加荷比、振动频率、动应力比对软黏土蠕变特性的影响,并通过对比得出了不同试验条件下滨海软黏土的加速蠕变的变化规律。试验结果表明:滨海软黏土具有非线性应力–应变关系的流变特性,其蠕变试验曲线呈衰减型,蠕变变形大部分应变量发生在蠕变前期,变形随时间增长趋于一个定值;静载作用下,围压越大初始蠕变速率越大。初始加荷压力一致,加荷比越大破坏应力越小。循环动荷载作用下,应变在动荷载阶段变化缓慢,而动荷载结束后进入稳定阶段后应变发生突变,急剧变大最后趋于稳定;此外在不同振动频率和动应力比下试样承受荷载等级不同,均存在一个临界安全荷载,超过这个临界值试样会发生蠕变破坏现象。