本文關(guān)鍵詞： 紅砂巖土 動(dòng)靜組合試驗(yàn) 力學(xué)特性 能量消耗 數(shù)值模擬　出處：《江西理工大學(xué)》2017年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：由于紅砂巖土在我國(guó)分布較為廣泛,贛南地區(qū)山地表層存在著大量的紅砂巖風(fēng)化土,紅砂巖填土地基作為現(xiàn)代巖土工程中一種比較廣泛使用的地基形式,在施工的過(guò)程中對(duì)其沖擊加固及后期使用中偶然荷載的擾動(dòng)都將對(duì)土的動(dòng)態(tài)力學(xué)特性產(chǎn)生很大的影響,但目前對(duì)于土體在這種沖擊荷載作用下所產(chǎn)生的作用效應(yīng)以及地基土的能量消耗等問(wèn)題研究不足。就此本文采用試驗(yàn)與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法,研究具有側(cè)限的紅砂巖土在循環(huán)沖擊作用下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性,得到如下主要結(jié)論:(1)隨著循環(huán)沖擊次數(shù)的增加,比能量吸收值呈S遞增型變化,土體所獲得的吸收能用來(lái)擠壓土中的氣體和液體以及土體顆粒間的孔隙,使其土顆粒重新排列,內(nèi)部結(jié)構(gòu)重新分布,增強(qiáng)了紅砂巖土體抵抗外界沖擊力;干密度對(duì)紅砂巖土比能量吸收值影響較大;當(dāng)軸壓不變時(shí),沖擊荷載與比能量吸收值呈正相關(guān);當(dāng)沖擊荷載不變時(shí),軸壓與比能量吸收值呈負(fù)相關(guān)。(2)隨著沖擊次數(shù)的增加,紅砂巖土體所獲得的累計(jì)吸收能不斷增加,且隨著干密度的增加累計(jì)吸收能的增長(zhǎng)速度越快,即曲線越陡;并對(duì)累計(jì)吸收能的相關(guān)系數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)擬合,從而可以計(jì)算出該干密度下紅砂巖土在某循環(huán)沖擊次數(shù)下所對(duì)應(yīng)的累計(jì)吸收能;利用相同的分析方法,可計(jì)算出紅砂巖土在不同軸壓和沖擊荷載下的累計(jì)吸收能,通過(guò)累計(jì)吸收能的大小可以大致得知土體在循環(huán)沖擊荷載作用下的加固程度,為工程實(shí)際提供相關(guān)數(shù)據(jù)。(3)動(dòng)態(tài)壓縮強(qiáng)度和平均應(yīng)變率呈負(fù)相關(guān),且隨著平均應(yīng)變率的增大,無(wú)論是軸壓還是沖擊荷載的增大,動(dòng)態(tài)壓縮強(qiáng)度均在減小且逐漸“靠攏”;循環(huán)沖擊過(guò)程中,隨著沖擊次數(shù)的增加,峰值應(yīng)力在逐漸增大,呈S遞增型曲線,而平均應(yīng)變率在逐漸減小,呈S遞減型曲線。(4)借助大型通用有限元程序輸出的應(yīng)力與位移的大小,根據(jù)應(yīng)力、紅砂巖土試樣體積變化量與能量之間的關(guān)系,通過(guò)人工編程積分,得到紅砂巖土在沖擊荷載作用下,吸收的能量大小,與試驗(yàn)結(jié)果比較接近。對(duì)于以后研究此類問(wèn)題時(shí),可以借助有限元程序模擬紅砂巖土在高應(yīng)變率下的動(dòng)態(tài)力學(xué)特性及能量的吸收與傳遞規(guī)律。本文利用動(dòng)靜組合加載裝置,得到紅砂巖土在循環(huán)沖擊荷載作用下的力學(xué)特性參數(shù),豐富了紅砂巖土在動(dòng)荷載作用下能量傳播理論,綜合對(duì)比分析紅砂巖土能量耗散規(guī)律,為后續(xù)紅砂巖土在循環(huán)沖擊荷載作用下的加固研究做鋪墊。
[Abstract]:Because the red sandstone soil is widely distributed in China, Gannan mountain has a large number of red sandstone surface weathering red sandstone soil filling foundation as a modern geotechnical engineering in a widely used form of foundation, reinforcement of the impact in the process of construction and using period of disturbance in accidental load will be dynamic the characteristics of soil have a great impact, but the effect of soil in the foundation soil under impact load and energy consumption problems such as insufficient research. This paper adopts the combination of test and numerical simulation method, the dynamic response characteristics of red sandstone soil confined in the cycle under impact the main conclusions are as follows: (1) with the increase of cycle number of the impact energy absorption value is S, than the incremental changes, the soil absorption can be used to squeeze gas in soil and The liquid and soil particles pore, the soil particles rearrange, the internal structure of re distribution, enhance the red sandstone soil resistance to external impact force; dry density absorption value has a great influence on red sandstone soil energy; when the axial pressure is constant, the impact load and energy absorption values were positively correlated; when the impact load is constant, shaft pressure and specific energy absorption value was negatively correlated. (2) with the increase of impact times, the cumulative energy absorption of red sandstone soil was increased, with the increase of the dry density and total absorbed energy will grow faster, the curve is steep; and the data fitting of the correlation coefficient of total absorption energy, thus can calculate the dry red sandstone soil density corresponding to a number of cyclic impacts the total absorbed energy; using the same analysis method, which can calculate the red sandstone soil under different axial pressure and the total absorbed energy under impact load, The total absorbed energy can be roughly the size of that level in the circulation of soil reinforcement under impact load, and provide the relevant data for the engineering practice. (3) the dynamic compressive strength and average strain rate was negatively correlated, and with the increase of average strain rate, both the axial pressure or increase hammer load, dynamic compressive strength in the "close" and decreased gradually; circulation in the process of impact, with the increase of impact times, the peak stress increases gradually, in increments of S curve, and the average strain rate gradually decreases, a S decline curve. (4) by the large general-purpose finite element program output stress and displacement according to the stress, and the relationship between the amount of energy and volume change of soil specimens of red sandstone, through artificial integral programming, get the red sandstone soil under impact load, the size of the energy absorption, close comparison with test results. For the future research in this Such problems, dynamic mechanical properties and energy absorption and transfer laws can be simulated by the finite element program of red sandstone soil under high strain rate. The dynamic loading device, obtained parameters of mechanical properties of red sandstone soil under cyclical impact loadings. The rich red sandstone soil under dynamic loading energy transmission the theory of comprehensive comparative analysis of red sandstone soil energy dissipation law, for the follow-up of red sandstone soil under cyclical impact loadings. The consolidation of the groundwork.

【學(xué)位授予單位】：江西理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TU41

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1552683