土流變性質(zhì)研究與滑坡三維非線性有限元數(shù)值模擬.pdf

1、四川大學(xué)博士學(xué)位論文土流變性質(zhì)研究與滑坡三維非線性有限元數(shù)值模擬姓名：王琛申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：巖土工程指導(dǎo)教師：劉浩吾20030401摘要試和數(shù)據(jù)采集穩(wěn)定可靠，所采用的土流變試驗儀器和測試方法在現(xiàn)階段具有代表性。(3)在土的流變機(jī)制和流變模型方面，根據(jù)試驗數(shù)據(jù)給出了泄灘滑坡滑動帶土的Singh—Mitchell流變模型和Mesri流變模型及相應(yīng)參數(shù)。盡管該兩模型與試驗數(shù)據(jù)的變化趨勢尚屬接近，但它們在等速蠕變階段應(yīng)變速率明顯比試驗值偏

2、大表明該兩模型對滑動帶土流變規(guī)律的擬合能力欠佳。為此，本文提出了分段擬合的思想和修正Mesri應(yīng)力一應(yīng)變一時間關(guān)系。這一新模型從機(jī)理上反映了巖土流變過程表現(xiàn)為衰減蠕變、等速蠕變、穩(wěn)定蠕變或急劇破壞三階段型的基本定性規(guī)律，實現(xiàn)了對Mesri模型的拓廣，原Mesri模型實質(zhì)上是修正Mesri模型的一個特例。據(jù)此通過對蠕變試驗數(shù)據(jù)的分段擬合，給出了泄濰滑動帶土的修正Mesri應(yīng)力一應(yīng)變一時間關(guān)系及其參數(shù)。由Mesri模型和新模型與試驗數(shù)據(jù)的對

3、比，表明新模型的模擬能力和可靠性得到明顯提高。對參數(shù)的分析表明該修正Mesri模型亦可模擬蠕變的加速蠕變階段。(4)基于三峽庫區(qū)典型滑坡滑動帶土試驗的應(yīng)力應(yīng)變時間關(guān)系曲線的規(guī)律性首次提出了考慮時間效應(yīng)的鄧肯張雙曲E～Ⅳ模型給出了切線彈性模量和切線泊松比與時間的關(guān)系式。該模型含有12個基本參數(shù)，可由常規(guī)三軸排水試驗和三軸排水蠕變試驗得到，其中參數(shù)R，、t、G、D與時間有關(guān)，并給出了它們和時間的關(guān)系式。這樣將時間因素引入到了土的本構(gòu)模型之中

4、，將本構(gòu)模型和材料自身的流變特性結(jié)合了起來。由于該模型所需試驗簡單，且其計算便于在常規(guī)鄧肯張E～∥模型程序上改進(jìn)實現(xiàn)，故顯得簡單實用優(yōu)于彈粘塑性模型。(5)經(jīng)試驗數(shù)據(jù)擬合分析，堆石的蠕變規(guī)律隨時問呈雙曲線型和指數(shù)型衰減變化，與衰減較快的指數(shù)型函數(shù)擬合更好。其瞬時變形與最終蠕應(yīng)變都與所施加的應(yīng)力大小有關(guān)，各蠕變參數(shù)與各應(yīng)力變量基本呈良好的線性關(guān)系。(6)對三峽庫區(qū)的典型古滑坡(泄灘滑坡)的變形場與穩(wěn)定性，采用鄧肯張雙曲E～Ⅳ模型進(jìn)行了三維