教学课程资源库 更多>>

关键词： 土力学   控敛因子   邓肯–张模型   延拓模型   滨海相软土   数值模拟  

摘要： 引入控敛因子θ,提出能克服邓肯–张模型数学缺陷的延拓模型,证明邓肯–张模型是延拓模型在θ=2时的特例,并揭示延拓模型更适用于模拟具有强烈非线性变形行为的滨海相软土。基于传统的邓肯–张模型和新建的延拓模型,采用C++语言编制二维有限元程序,对滨海相软土常规三轴压缩试验进行数值模拟研究。研究结果表明:当初始切线模量和极限偏应力为定值时,控敛因子与延拓模型曲线的收敛速度呈负相关;延拓模型可通过改变控敛因子来模拟收敛速度大于或小于邓肯–张模型的应力–应变曲线;在轴向应变相同的情况下,减小控敛因子,会导致试样各单元的轴向应力值和中部单元的径向应变值增大,试样部分单元最小安全系数减小;同一围压下,控敛因子与体积应变呈负相关;围压越大,控敛因子对体积应变的影响也越大。

关键词： 土力学   主应力轴旋转   黏土   弹塑性变形   非共轴特性  

摘要： 利用空心圆柱扭剪仪对原状黏土开展系列主应力轴单纯连续旋转和循环旋转条件下的不排水试验,主应力轴单纯旋转过程中平均主应力、剪应力和中主应力系数都保持不变。通过循环加载卸载试验得到黏土不排水条件下的弹性参数。对主应力轴连续旋转引起的黏土弹性变形和塑性变形特性进行研究,分析主应力轴旋转引起的塑性应变增量方向的变化。试验结果表明,不排水条件下主应力轴单纯旋转会引起黏土的弹性和塑性变形,弹性应变增量和塑性应变增量的方向都与相应的应力方向不共轴。中主应力系数对变形的开展有较大的影响。虽然弹性应变分量较小但对应变增量方向的影响仍较大,在主应力轴纯旋转应力路径下,不考虑其影响可能会高估土体的塑性非共轴特性。主应力轴旋转引起的塑性应变的开展受共轴和非共轴塑性变形机制共同控制。

关键词： 土力学   荆江大堤   饱和粉细砂   最大动剪切模量   经验估算  

摘要： 以采自长江荆江大堤江陵段下伏冲积成因饱和粉细砂为研究对象,参照原位试验成果重塑粉细砂试样,并在其实际固结应力比（Kc≈1.6）条件下,对试样的动剪切模量特性及最大动剪模量经验估算方法进行研究。结果表明：相同的相对密度条件下,围压升高可减缓动模量随应变的衰减速度;而当围压相同、相对密度Dr=0.5-0.6时,动模量衰减曲线形态则高度吻合;基于最大动剪模量估算公式,分别采用相对密度和标贯击数2个指标,对饱和粉细砂的最大动剪模量进行估算,通过与试验成果的对比,证明该经验公式可很好地用于估算本区饱和粉细砂的最大动剪切模量。

关键词： 土力学   土拱   漏砂   临界缝隙宽度   模型试验   灾害  

摘要： 针对富水砂层中地下工程经常出现的漏水漏砂引发的灾害问题，设计一种可以改变缝隙宽度的砂、水渗漏可视化试验装置，对骨架粒径D90在0.4～4.1 mm范围内的5种砂土，研究地下水位以下砂土自不同宽度缝隙中漏出时的水土流失及演化规律，提出土体流失引发灾害的临界缝隙宽度。利用颗粒流和计算流体力学耦合的方法（PFC-CFD方法），对试验进行细观模拟，研究灾害演化过程中的土颗粒应力链和缝隙两侧结构受力的发展变化情况。试验和数值模拟结果表明：当缝宽超过临界缝隙宽度后，土体将大量流失；水土流失过程中形成的破坏面在缝隙附近可以用二次曲面很好地表征；随着缝宽的增大，流失的砂水混合物中的体积含砂率逐渐增加；漏水、漏砂过程是一个应力拱不断建立、破坏的连续变化过程，缝隙两侧结构受力的波动反映了土拱的形成与破坏。

关键词： 土力学   原状黄土   震陷   随机地震荷载   动三轴试验   评价  

摘要： 通过将郑西客运专线不同地段地震危险性分析中人工合成的地震波直接输入动三轴,对该客运专线不同地段原状黄土试样进行震陷试验,研究黄土在随机地震荷载作用下的震陷特性。根据震陷试验结果,利用黄土震陷试验预测方法对该客运专线黄土路基在未来地震中是否发生震陷进行判断,分别给出50 a超越概率10%和2%的震陷量预测结果。试验结果表明,HYCD,TGCD,LBCD三个场地的土属于震陷性黄土,震陷临界动应力在70 k Pa左右,这些场地应根据黄土震陷量的大小,采取合理、有效的地基抗震措施;而YSCD场地的土属于非震陷性黄土。研究区黄土在中、强地震作用下,震陷主要发生在Q3地层中。

关键词： 土力学   细观力学   组构张量   方向性张量   三轴试验   本构关系  

摘要： 运用数学统计方法研究具有方向和大小的粗粒土组构、接触力、枝矢量等与粗粒土本构之间的多尺度关系。通过统计概率的方法进行分析含有一定项数单位向量的多项式接触方向概率分布密度函数(组构张量)和矩张量;运用最小二乘法来确定组构张量展开成3种不同形式多项式表达式系数,建立3种形式组构张量与已知数据统计表达式之间的联系,通过正交分解使展开式各项相互独立,构建粗粒土细观参数组构、接触力、枝矢量与粗粒土应力的表达式。对比钢珠三轴试验和数值计算的宏细观应力,二者结果基本一致,且二阶颗粒接触法向接触密度分布函数能较好描述颗粒接触组构。研究得到的粗粒土细观参数应力表达式为三维条件下粗粒土应力–接触力–组构数值模拟奠定理论基础。

关键词： 土力学   制样含水率   结构性   压实黄土   无侧限压缩特性   初始结构性参数  

摘要： 对一定试验含水率及干密度下具有不同结构性(排列)的压实黄土试样进行无侧限压缩试验,依据非饱和及饱和压实黄土的应力–应变曲线,定义一个反映压实黄土结构性开始损伤前最大综合结构势的初始结构性参数,研究制样含水率引起的结构性变化对不同试验含水率压实黄土的应力–应变、强度特性及结构性参数的影响。研究结果表明:制样含水率对非饱和压实黄土的结构性及无侧限压缩特性有影响,影响程度随试验含水率的增大而减小,对饱和压实黄土基本没有影响;塑限是一个临界值,试验含水率小于塑限时,影响较大;试验含水率一定时,无侧限抗压强度及初始结构性参数皆随着制样含水率的增大而明显增大,制样含水率一定时,随着试验含水率的增大而明显减小;初始结构性参数可把以试验含水率为参量的无侧限抗压强度与制样含水率关系曲线簇转换为其与初始结构性参数之间的归一化非线性关系,它可以反映制样含水率及试验含水率变化对压实黄土结构性的影响,可以和粒度、密度指标一起合理地描述土的力学性质,具有很好的合理性、灵敏性。

关键词： 土力学   固化土   电阻率   综合参数   修正的Archie电阻率模型  

摘要： 电阻率法是一种有效的固化土质量评价与检测方法,且具有快捷、无损且可连续测试等优点。为了评价固化土电阻率发展规律与主要影响因素,进行水泥、高炉矿渣+石灰、粉煤灰+石灰3种固化剂加固黏性土的室内试验,分析固化土电阻率随固化剂掺入量和养护龄期等的变化规律。试验结果表明,固化土电阻率随着固化剂掺入量的增加近似线性增加;随着养护龄期的增加,电阻率也随之增加,但其增长速率逐渐降低。提出一个能够描述固化剂掺入量、养护龄期、固化土孔隙率及饱和度等因素对固化土电阻率影响规律的综合参数,采用综合参数替代Archie电阻率模型中的孔隙率即可将Archie电阻率模型推广应用到固化土中。

关键词： 科研项目   土力学   实验教学   教学改革  

摘要： 针对土力学实验教学现状，将科研项目引入课程教学，有效改革了土力学实验的教学内容、教学模式和教学方法，探讨了利用科研项目开展实验教学的方法和过程，并结合教学实例说明将科研项目引入土力学实验教学在提高教学质量、增强学生实践能力方面是可行的、有效的。

关键词： 土力学   本构模型   广义位势理论   二重势面模型   数值试验   PFC^3D  

摘要： 广义位势理论从数学原理出发,直接建立岩土材料的本构模型。与传统的塑性理论相比,基于广义位势理论建立的本构模型具有很多优点,例如更少的假设、更明确的数学依据和更高的计算精度,并且该理论适用于一般的材料。广义位势理论中的二重势面模型是一个简单又实用的模型。为了说明二重势面模型的确定方法及其合理性,采用颗粒流软件PFC3D对二重势面模型进行数值试验验证,验证步骤如下:首先,采用球体颗粒生成数值试验用的材料试样,并利用PFC3D模拟该试样的常规三轴试验;然后,根据常规三轴试验结果确定该试样的二重势面模型的系数;最后,采用二重势面模型对该试样的其他应力路径三轴试验进行预测。分析结果表明,二重势面模型具有较好的预测精度。此外,本文描述的二重势面模型的确定方法可以推广到实际土体和其他材料,具有一定的参考价值。