淤泥變形過程力學(xué)響應(yīng)及本構(gòu)演化規(guī)律研究.pdf

1、隨著國家基礎(chǔ)建設(shè)力度不斷提高，人們開始在珠三角、長三角等地的大范圍軟土地基上修建各類建筑。此間，軟基處理的效果將直接影響到建筑物的整體質(zhì)量水平，故需要對軟土進(jìn)行包括強(qiáng)度響應(yīng)、變形規(guī)律以及其本構(gòu)關(guān)系等方面的研究。
　　本文綜述了國內(nèi)外有關(guān)軟土變形過程力學(xué)響應(yīng)與土體本構(gòu)理論的研究進(jìn)展，包括新的研究方法，在現(xiàn)有強(qiáng)度準(zhǔn)則方面的改進(jìn)和不同形式的新型本構(gòu)模型等。已調(diào)研資料表明，關(guān)于軟土的變形過程，暫無考慮淤泥土不同應(yīng)變加載速率的剪切試驗研究；

2、現(xiàn)有的本構(gòu)模型大多依賴于連續(xù)介質(zhì)力學(xué)基本假定，不能考慮土體中質(zhì)點(diǎn)的物理變化；現(xiàn)有的有限特征比本構(gòu)理論提出以幾何物理點(diǎn)代替連續(xù)介質(zhì)力學(xué)理論中的數(shù)學(xué)點(diǎn)，但暫時未有建立以孔隙尺度V/S（土體內(nèi)部孔隙的平均體積V與其平均內(nèi)表面積S之比）為自變量的演化方程。因此，本文以淤泥為試驗對象，對淤泥試樣進(jìn)行了一系列不同剪切速率的真三軸剪切試驗和核磁共振測試。經(jīng)過整理和分析試驗數(shù)據(jù)，得出了一些試驗結(jié)果和相關(guān)研究成果，主要如下述：
　?。?）一定條件下

3、，當(dāng)剪切速率快到一定程度時，再加快剪切速率對試件剪切應(yīng)力的提高的影響效果會十分微弱，亦即試件的剪切應(yīng)力將隨著剪切速率的提高而收斂于一定值；當(dāng)三向主應(yīng)力之間的比值相差較大（本文約為1.2:1.0:0.8）時，存在一個剪切速率閾值（10-4/s附近）使超過該閾值時，試件的整個剪切過程都不會出現(xiàn)剪縮現(xiàn)象，而只出現(xiàn)剪脹現(xiàn)象，剪脹現(xiàn)象的出現(xiàn)伴隨著試件強(qiáng)度的提高，表現(xiàn)為更強(qiáng)的應(yīng)變硬化現(xiàn)象。
　?。?）建立了動態(tài)剪切和靜態(tài)剪切條件下庫倫強(qiáng)度參數(shù)

4、測試值間的相互關(guān)系（以剪切速率為自變量）；該經(jīng)驗式系基于剪切速率對c值的影響可以忽略的假設(shè)基礎(chǔ)上，適用于與本論文所用試樣物理力學(xué)指標(biāo)相近的軟黏土試樣不排水剪切試樣。利用試驗數(shù)據(jù)對現(xiàn)有強(qiáng)度理論進(jìn)行適用性討論，得出了適用于本試驗淤泥土的強(qiáng)度準(zhǔn)則和破壞時的中主應(yīng)力計算公式。
　?。?）研究了試件在三軸剪切過程中，試件的孔隙尺度V/S與其應(yīng)力應(yīng)變間的演化規(guī)律。在所得演化規(guī)律基礎(chǔ)上，以V/S為自變量建立了新的演化方程，并驗證了該有限特征比本