【摘要】：紅黏土廣泛分布于我國湖廣地區(qū)、云貴高原以及長江中下游地區(qū),在這些地區(qū)進(jìn)行高速公路和鐵路建設(shè)施工時,必將形成大量的紅黏土邊坡。在眾多邊坡的處治技術(shù)中,錨固工程因其造價較低、工藝簡單、施工快捷和技術(shù)可靠而得到了廣泛應(yīng)用。錨固工程的長期穩(wěn)定性是判斷錨固工程安全與否的重要標(biāo)準(zhǔn),而決定其長期穩(wěn)定性的關(guān)鍵是錨固系統(tǒng)的蠕變特性,其中錨固工程周圍土體的含水率和灌漿壓力起著決定性的作用。為了研究紅黏土層中土-錨界面的剪切蠕變特性,本文利用自行研發(fā)設(shè)計的試驗裝置開展室內(nèi)模型試驗,針對不同含水率、注漿壓力進(jìn)行土-錨界面剪切蠕變試驗,并進(jìn)行理論分析。本文在國家自然科學(xué)基金(41572298)支持下,主要研究工作與成果如下:(1)對湖南寧鄉(xiāng)某高速路段紅黏土進(jìn)行了基本物理力學(xué)特性試驗。利用課題組自行研發(fā)設(shè)計的土-錨界面摩阻性能制樣和測試裝置,制作不同含水率、注漿壓力下的紅黏土層錨桿測試試樣,開展土-錨界面剪切蠕變試驗和土-錨界面瞬時剪切試驗。通過分級加載得到蠕變?nèi)^程曲線,并根據(jù)“陳氏加載法”將分級加載蠕變曲線轉(zhuǎn)化為分別加載蠕變曲線,最后利用“等時曲線法”得到錨桿的長期強(qiáng)度。(2)針對傳統(tǒng)的Burgers元件模型往往只具備擬合效果而忽視了其預(yù)測性能,引進(jìn)分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù),將模型中的牛頓體元件替換成分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)軟體元件,建立分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)Burgers蠕變模型,利用該模型對蠕變試驗結(jié)果進(jìn)行擬合和預(yù)測。結(jié)果表明:本文模型擬合和預(yù)測效果均優(yōu)于傳統(tǒng)Burgers模型。(3)為得到參數(shù)少、擬合精度高的元件模型,將基于分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)的軟體元件引入傳統(tǒng)Merchant模型,建立基于分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)的Merchant蠕變模型,并利用該模型對不同含水率下的蠕變曲線進(jìn)行擬合分析,根據(jù)各級應(yīng)力下的平均絕對誤差可以看出,本文具有較高的擬合精度。(4)選用部分應(yīng)力水平下的剪切蠕變試驗結(jié)果作為學(xué)習(xí)樣本,通過對樣本有監(jiān)督的學(xué)習(xí),建立紅黏土-錨固體界面剪切蠕變的自適應(yīng)模糊神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANFIS)模型,并將所建模型對為參與建模的蠕變試驗結(jié)果進(jìn)行預(yù)測。模型在擬合預(yù)測上均達(dá)到良好的精度,具有良好的泛化能力。
【圖文】：

土-錨界面測試錨固微元段實(shí)際試樣直徑22cm與錨固體直徑3.8cm之比為5.8，接近6，，可認(rèn)為已經(jīng)達(dá)

紅黏土土樣
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TU476

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2623194