本文關(guān)鍵詞：河道淤泥氣泡混合土力學(xué)性質(zhì)的數(shù)值模擬分析研究

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【摘要】：隨著資源的短缺和人們環(huán)保意識(shí)的加強(qiáng),探討將疏浚淤泥進(jìn)行資源再生利用的課題在國(guó)內(nèi)外得到了越來(lái)越廣泛的關(guān)注。對(duì)淤泥進(jìn)行輕量化處理就是其中一種辦法。本文的研究對(duì)象,河道淤泥氣泡混合土就是將河道淤泥作為原料土,添加氣泡與水泥后混合制成的。一些研究表明,這種新型土工材料具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、自立性、環(huán)保性及良好的施工性等,因此在工程中具有良好、廣泛的應(yīng)用前景。但這項(xiàng)研究在我國(guó)仍處于起步階段,尚有很多內(nèi)容等著人們?nèi)パ芯俊１疚脑谑覂?nèi)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上,結(jié)合數(shù)值模擬分析對(duì)河道淤泥氣泡混合土的力學(xué)性質(zhì)及破壞機(jī)理等進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究:首先,通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)的方法確定數(shù)值模擬所需的不同配合比下河道淤泥氣泡混合土的各種參數(shù),運(yùn)用有限元軟件ABAQUS對(duì)河道淤泥氣泡混合土試樣的模型進(jìn)行了靜力與動(dòng)力模擬,將模擬結(jié)果與實(shí)際試驗(yàn)進(jìn)行了對(duì)比驗(yàn)證和進(jìn)一步的模擬分析。研究表明,數(shù)值模擬所得結(jié)果與實(shí)際試驗(yàn)吻合度較高,同時(shí),不同水泥摻入量、氣泡摻入量及加載方式均會(huì)對(duì)其強(qiáng)度與變形特性產(chǎn)生影響。其次,基于河道淤泥氣泡混合土內(nèi)部微孔分布的細(xì)觀特征,利用物理力學(xué)及數(shù)值模擬試驗(yàn)方法,對(duì)河道淤泥氣泡混合土的力學(xué)性質(zhì)與微孔細(xì)觀特征的相關(guān)性進(jìn)行分析,以揭示河道淤泥氣泡混合土的強(qiáng)度發(fā)揮及破壞機(jī)理。根據(jù)模擬計(jì)算及試驗(yàn)實(shí)測(cè)得到,河道淤泥氣泡混合土中的含水率、氣泡摻入量及水泥摻入量是影響土體內(nèi)部微孔分布的重要因素,而大孔徑微孔及微孔孔徑分布的均勻性也很大程度上影響著氣泡混合土的力學(xué)性質(zhì)。最后,通過(guò)固結(jié)壓縮試驗(yàn)分析研究了影響河道淤泥氣泡混合土的結(jié)構(gòu)性的因素,在修正劍橋模型的基礎(chǔ)上,結(jié)合淤泥氣泡混合土的力學(xué)性質(zhì),引入了反映輕質(zhì)混合土結(jié)構(gòu)性的參數(shù),對(duì)修正劍橋模型的屈服面方程及應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系進(jìn)行了改進(jìn),并給出了改進(jìn)后模型參數(shù)的提取方法。
【關(guān)鍵詞】：氣泡混合土 有限元分析 應(yīng)力分布 結(jié)構(gòu)性 本構(gòu)模型
【學(xué)位授予單位】：蘇州科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類(lèi)號(hào)】：TU447
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外關(guān)于氣泡混合輕質(zhì)土的研究12-14
• 1.2.1 國(guó)外氣泡混合輕質(zhì)土的研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)氣泡混合輕質(zhì)土的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 存在問(wèn)題與研究目的14
• 1.4 研究主要內(nèi)容及技術(shù)路線14-16
• 第二章 河道淤泥氣泡混合土的靜力與動(dòng)力特性模擬分析16-37
• 2.1 河道淤泥氣泡混合土的試樣制備16-18
• 2.2 模擬分析方法18-23
• 2.2.1 模擬分析軟件概要18-20
• 2.2.2 本構(gòu)模型的選擇與特性20-23
• 2.3 試驗(yàn)與計(jì)算參數(shù)23-26
• 2.3.1 固結(jié)試驗(yàn)23-24
• 2.3.2 滲透試驗(yàn)24-25
• 2.3.3 三軸壓縮實(shí)驗(yàn)25-26
• 2.4 靜力特性模擬試驗(yàn)分析26-29
• 2.4.1 ABAQUS有限元建模26-27
• 2.4.2 有限元模擬結(jié)果分析27-29
• 2.5 動(dòng)力特性模擬試驗(yàn)分析29-35
• 2.5.1 ABAQUS有限元建模29-30
• 2.5.2 有限元仿真結(jié)果分析30-33
• 2.5.3 不同加載方式對(duì)累計(jì)變形的影響33-35
• 2.6 本章小結(jié)35-37
• 第三章 細(xì)觀破壞機(jī)理的模擬試驗(yàn)分析37-56
• 3.1 基于圖像處理技術(shù)的細(xì)觀結(jié)構(gòu)特征分析方法37-39
• 3.1.1 ImageJ圖像處理軟件簡(jiǎn)介37-38
• 3.1.2 二值化處理38-39
• 3.2 細(xì)觀結(jié)構(gòu)特征分析39-40
• 3.3 基于細(xì)觀特征的細(xì)觀模型建立40-42
• 3.4 模擬試驗(yàn)結(jié)果與分析42-49
• 3.4.1 基于模擬結(jié)果的強(qiáng)度特性分析42-45
• 3.4.2 基于細(xì)觀模型塑性區(qū)發(fā)展的強(qiáng)度發(fā)揮機(jī)理45-49
• 3.5 淤泥氣泡混合土的細(xì)觀結(jié)構(gòu)變形與破壞特征49-54
• 3.5.1 土骨架單孔細(xì)觀模型模擬結(jié)果與分析49-52
• 3.5.2 土骨架雙孔細(xì)觀模型模擬結(jié)果及分析52-54
• 3.6 本章小結(jié)54-56
• 第四章 河道淤泥氣泡混合土的本構(gòu)模型56-66
• 4.1 河道淤泥氣泡混合土的結(jié)構(gòu)性56-61
• 4.1.1 含水率對(duì)結(jié)構(gòu)性的影響57-58
• 4.1.2 水泥摻入量對(duì)結(jié)構(gòu)性的影響58-60
• 4.1.3 氣泡摻入量對(duì)結(jié)構(gòu)性的影響60-61
• 4.2 結(jié)構(gòu)性河道淤泥氣泡混合土本構(gòu)模型屈服面的建立61-63
• 4.3 本構(gòu)模型的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系63-64
• 4.3.1 彈性變形63
• 4.3.2 塑性變形63-64
• 4.4 模型參數(shù)的確定64
• 4.5 本章小結(jié)64-66
• 第五章 全文總結(jié)與展望66-68
• 5.1 總結(jié)66-67
• 5.2 展望67-68
• 參考文獻(xiàn)68-70
• 致謝70-71
• 作者簡(jiǎn)歷71
• 攻讀碩士學(xué)位期間論文發(fā)表情況71

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