本文關(guān)鍵詞：基于NMR技術(shù)的土—水特征曲線預(yù)測

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【摘要】：土廣泛分布于自然界,自然界中絕大多數(shù)土體都處于非飽和狀態(tài)。隨著社會(huì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步,對于非飽和土的研究已經(jīng)成為巖土力學(xué)學(xué)術(shù)界的研究重點(diǎn)。研究非飽和土就不可避免的會(huì)接觸到土-水特征曲線,土-水特征曲線是非飽和土土力學(xué)理論研究的重要基礎(chǔ),土-水特征曲線在非飽和土的理論和力學(xué)性質(zhì)的研究中占有舉足輕重的地位。一般情況下土-水特征曲線的測量需要消耗大量的時(shí)間和精力,且試驗(yàn)只能獲得土體某一特定狀態(tài)下的土-水特征曲線。然而在對非飽和土進(jìn)行研究時(shí),通常需要的都是任意變形條件下的土-水特征曲線。故提出一個(gè)快捷,有效,經(jīng)濟(jì)的預(yù)測土-水特征曲線的方法是十分有必要的。本文所進(jìn)行的主要研究及結(jié)論如下:(1)選取了武漢市武昌區(qū)某工地深基坑的土體進(jìn)行試驗(yàn)研究,主要進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)有:土體基本物理指標(biāo)的測取,試樣的制備,不同壓實(shí)度下的土-水特征曲線的測取,不同壓實(shí)度下的核磁共振曲線的測取。(2)研究分析了土-水特征曲線的影響因素,并用試驗(yàn)驗(yàn)證了不同初始干密度對土-水特征曲線的影響規(guī)律。(3)介紹研究了多種經(jīng)典土-水特征曲線模型,并結(jié)合筆者所做的實(shí)驗(yàn),利用Matlab等分析軟件進(jìn)行擬合分析,分析出了各模型的優(yōu)缺點(diǎn)和適用性,選取了最優(yōu)模型進(jìn)行后續(xù)研究,并對各模型提出了自己的見解。(4)對試樣在不同壓實(shí)度下的核磁共振試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析研究,證實(shí)了試樣的初始干密度主要影響的是較大孔徑的孔隙含量,對較小孔徑的孔隙含量影響不大等相關(guān)理論。并發(fā)現(xiàn)換算后的NMR圖形和土-水特征曲線十分相似,它們之間存在一定的關(guān)聯(lián)性。最后通過分析NMR實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)據(jù),給出了在已知初始干密度的情況下,通過核磁共振試驗(yàn)就可以預(yù)測出試樣的土-水特征曲線的數(shù)學(xué)模型,為土-水特征曲線的研究提供了新的思路。(5)介紹了分形理論,證實(shí)了核磁共振曲線中弛豫時(shí)間與質(zhì)量含水量具有較為明顯的分形行為,從側(cè)面上證明了土體孔隙分布具有很強(qiáng)的分形特性。進(jìn)行理論推導(dǎo),給出以質(zhì)量含水率表示的核磁共振曲線分形模型。然后利用該模型給出了在已知初始干密度的情況下,通過核磁共振試驗(yàn)來預(yù)測土-水特征曲線的方法。
【關(guān)鍵詞】：土-水特征曲線 核磁共振 預(yù)測 分形理論
【學(xué)位授予單位】：湖北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU43
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 第1章 緒論10-15
• 1.1 研究背景及論文選題10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.1 土-水特征曲線研究的現(xiàn)狀10-12
• 1.2.2 核磁共振發(fā)展?fàn)顩r12-13
• 1.3 擬采用的技術(shù)路線13
• 1.4 本文研究的內(nèi)容13-15
• 第2章 土-水特征曲線15-26
• 2.1 土-水特征曲線的基本理論和概念15-18
• 2.1.1 土-水特征曲線的簡介15
• 2.1.2 基質(zhì)吸力15-17
• 2.1.3 滯回效應(yīng)17-18
• 2.2 土-水特征曲線的實(shí)驗(yàn)設(shè)備18-20
• 2.2.1 傳統(tǒng)的經(jīng)典壓力板儀18-19
• 2.2.2 改進(jìn)后的壓力板儀19-20
• 2.3 土-水特征曲線的影響因素20-22
• 2.3.1 影響土-水特征曲線的內(nèi)在因素20-21
• 2.3.2 影響土-水特征曲線的外部因素21-22
• 2.4 土樣在不同壓實(shí)度下的SWCC曲線研究22-24
• 2.4.1 試樣制備22-23
• 2.4.2 試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)23-24
• 2.5 本章小結(jié)24-26
• 第3章 土-水特征曲線模型26-38
• 3.1 土-水特征曲線模型的理論介紹26-27
• 3.2 經(jīng)典的土-水特征曲線模型27-30
• 3.2.1 兩個(gè)參數(shù)的模型27
• 3.2.2 三個(gè)參數(shù)的模型27-29
• 3.2.3 四個(gè)參數(shù)的模型29-30
• 3.3 對土-水特征曲線模型的研究30-33
• 3.3.1 經(jīng)典模型中的參數(shù)30
• 3.3.2 模型中殘余含水量相關(guān)的吸力值30-31
• 3.3.3 模型中修正系數(shù)的比較31-33
• 3.4 模型的擬合及對比33-37
• 3.4.1 模型的擬合結(jié)果34-36
• 3.4.2 擬合結(jié)果分析36-37
• 3.5 本章小結(jié)37-38
• 第4章 NMR實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和土-水特征曲線的關(guān)系研究38-53
• 4.1 核磁共振簡介38-42
• 4.1.1 核磁共振的發(fā)展?fàn)顩r38
• 4.1.2 核磁共振的基本原理簡介38-40
• 4.1.3 核磁共振弛豫信號(hào)處理40-42
• 4.2 核磁共振試驗(yàn)42-46
• 4.2.1 試驗(yàn)設(shè)備42
• 4.2.2 試驗(yàn)過程及結(jié)果42-44
• 4.2.3 核磁共振試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析44-46
• 4.3 依據(jù)NMR實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)預(yù)測土-水特征曲線46-51
• 4.3.1 核磁共振與SWCC曲線的理論關(guān)聯(lián)46-48
• 4.3.2 土-水特征曲線預(yù)測方法的提出48-51
• 4.4 本章小結(jié)51-53
• 第5章 基于NMR數(shù)據(jù)的土-水特征曲線分形預(yù)測53-67
• 5.1 分形理論的介紹53
• 5.2 分形理論在土力學(xué)及工程中的模型53-57
• 5.2.1 巖土介質(zhì)中的分形模型54-57
• 5.3 核磁共振曲線分形的理論推導(dǎo)57-59
• 5.3.1 基于核磁共振曲線直接求解分維數(shù)57-58
• 5.3.2 以質(zhì)量含水率表示的核磁共振曲線分形模型58-59
• 5.4 核磁共振曲線分形的理論驗(yàn)證59-61
• 5.5 關(guān)于土-水特征曲線預(yù)測方法的提出及驗(yàn)證61-66
• 5.5.1 預(yù)測方法的提出61-63
• 5.5.2 預(yù)測模型的驗(yàn)證及分析63-66
• 5.6 本章小結(jié)66-67
• 第6章 結(jié)論與展望67-69
• 6.1 結(jié)論67
• 6.2 展望67-69
• 參考文獻(xiàn)69-72
• 致謝72

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