【摘要】：黃土是一種以粉土顆粒為主的第四紀(jì)松散堆積物,廣泛分布于我國(guó)西部黃土高原地區(qū)。由于黃土性質(zhì)的特殊性,加之近年來基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的快速發(fā)展,導(dǎo)致黃土地質(zhì)災(zāi)害或巖土工程問題越來越突出,特別是與時(shí)間效應(yīng)密切相關(guān)的黃土變形及穩(wěn)定性問題頻頻出現(xiàn)。在一定應(yīng)力持續(xù)作用下,土體變形隨時(shí)間而持續(xù)增長(zhǎng)發(fā)展的過程,就是所謂的蠕變。雖然國(guó)內(nèi)外從理論和試驗(yàn)方面對(duì)土體的蠕變行為已經(jīng)有了一定的研究,得到了許多有益的成果,但是由于土體蠕變問題的復(fù)雜性,自然條件的多樣性,對(duì)于特定條件下的土體蠕變行為的探究仍然值得推進(jìn),特別是對(duì)于廣泛分布于我國(guó)西部地區(qū)的黃土這種特殊類土的蠕變行為及其細(xì)觀機(jī)理的研究還相對(duì)較少。本文在資料收集和國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)調(diào)研的基礎(chǔ)上,通過野外調(diào)查,以延安馬蘭黃土為研究對(duì)象,首先,對(duì)原狀黃土利用土力學(xué)室內(nèi)基本實(shí)驗(yàn)獲取了其基本物理指標(biāo),通過對(duì)馬蘭黃土進(jìn)行顆粒分離試驗(yàn)、原狀和重塑土樣室內(nèi)常規(guī)壓力固結(jié)蠕變?cè)囼?yàn)、微觀結(jié)構(gòu)試驗(yàn),得到了初始含水率、初始?jí)簩?shí)度、黏粒含量、結(jié)構(gòu)性以及固結(jié)壓力對(duì)其固結(jié)蠕變特性的影響規(guī)律,并對(duì)變形機(jī)制進(jìn)行了探討,同時(shí)建立了孔隙率、固結(jié)壓力和次固結(jié)系數(shù)三者之間的相互關(guān)系。其次,以離散元分析軟件顆粒流程序PFC2D為技術(shù)手段,對(duì)離散元模擬黃土蠕變過程中擬解決的關(guān)鍵問題進(jìn)行研究,包括數(shù)值試樣物理參數(shù)的確定及數(shù)值試樣的制備、蠕變?cè)囼?yàn)細(xì)觀接觸本構(gòu)模型的選取及參數(shù)標(biāo)定、模型狀態(tài)參量的測(cè)量等。最后,采用顆粒離散元方法對(duì)制備的離散元試樣進(jìn)行一維固結(jié)蠕變及雙軸蠕變數(shù)值試驗(yàn),并對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了分析,討論了顆粒離散單元法對(duì)于研究黃土蠕變性質(zhì)的適用性,最后基于蠕變過程中模型細(xì)觀組構(gòu)和狀態(tài)參量的演化規(guī)律,對(duì)黃土蠕變的細(xì)觀機(jī)理進(jìn)行了進(jìn)一步探討。通過本文研究結(jié)果表明,延安馬蘭黃土具有較為明顯的次固結(jié)現(xiàn)象,初始含水率、初始?jí)簩?shí)度、黏粒含量、結(jié)構(gòu)性以及固結(jié)壓力對(duì)其固結(jié)蠕變特性均具有一定影響,重塑黃土次固結(jié)系數(shù)和初始孔隙率的比值與初始孔隙率之間表現(xiàn)為線性關(guān)系,反映出次固結(jié)系數(shù)與初始孔隙率關(guān)系曲線表現(xiàn)為雙曲線形式,這兩者之間的定量關(guān)系為工程中估算土體次固結(jié)系數(shù)提供了一種便捷方法;分析認(rèn)為采用PFC2D模擬黃土的蠕變行為,能夠真實(shí)地再現(xiàn)黃土蠕變室內(nèi)曲線的分階段特征和蠕變本構(gòu)特征。黃土的蠕變與其內(nèi)部細(xì)觀顆粒單元的相對(duì)運(yùn)動(dòng)、旋轉(zhuǎn)和排列重組密不可分,顆粒單元的這種調(diào)整過程最直觀的細(xì)觀演化就是顆粒平均接觸數(shù)即配位數(shù)的變化。細(xì)觀參量及組構(gòu)的演化特征能夠很好地揭示宏觀蠕變現(xiàn)象背后的細(xì)觀機(jī)理。隨著蠕變的進(jìn)行,蠕變應(yīng)力逐漸由法向接觸力而不是切向接觸力承擔(dān),并且具有各向異性特征。蠕變的結(jié)果使顆粒接觸點(diǎn)增多,骨架顆粒由點(diǎn)接觸轉(zhuǎn)向團(tuán)粒重疊接觸,相互間的約束性增強(qiáng),骨架趨向于更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),從而能夠承受更大的荷載。本文相關(guān)研究成果對(duì)于從更深層次了解黃土的蠕變特征及其機(jī)理,有效控制影響蠕變的因素,預(yù)防和減少滑坡等災(zāi)害發(fā)生以及指導(dǎo)黃土地區(qū)工程建設(shè)并保證工程基礎(chǔ)長(zhǎng)期安全穩(wěn)定具有重要的理論和實(shí)際意義。
【圖文】：

黃土地區(qū)涉及時(shí)間效應(yīng)的工程或?yàn)?zāi)害對(duì)于土體蠕變性質(zhì)的研究主要從宏觀和微-細(xì)觀兩個(gè)角度出發(fā)：從宏觀角度來說，

技術(shù)路線圖
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)安大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU444

【參考文獻(xiàn)】

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1 葛苗苗;李寧;鄭建國(guó);張繼文;朱才輝;;基于一維固結(jié)試驗(yàn)的壓實(shí)黃土蠕變模型[J];巖土力學(xué);2015年11期

2 葛苗苗;李寧;鄭建國(guó);朱才輝;伯洋洋;;考慮黃土?xí)r效變形特性的高填方工后沉降預(yù)測(cè)[J];土木工程學(xué)報(bào);2015年S2期

3 王鵬程;駱亞生;胡連信;王書靜;;重塑黃土三軸蠕變特性研究及模型分析[J];巖土力學(xué);2015年06期

4 楊振偉;金愛兵;周喻;嚴(yán)瓊;王凱;高玉娟;;伯格斯模型參數(shù)調(diào)試與巖石蠕變特性顆粒流分析[J];巖土力學(xué);2015年01期

5 滕超;王衛(wèi);謝魯鈞;王偉;閆東洋;;一種控制直剪蠕變?cè)囼?yàn)剪應(yīng)力的簡(jiǎn)易裝置[J];巖土力學(xué);2014年10期

6 雷華陽;賈亞芳;;濱海軟土剪切蠕變特性研究[J];工程地質(zhì)學(xué)報(bào);2013年03期

7 趙憲民;段釗;何青峰;宋飛;;延安Q_2黃土三軸蠕變特性試驗(yàn)研究[J];長(zhǎng)江科學(xué)院院報(bào);2012年11期

8 王松鶴;駱亞生;;黃土三軸剪切蠕變特性研究[J];巖土工程學(xué)報(bào);2010年10期

9 王松鶴;駱亞生;董曉宏;付中原;;黃土剪切蠕變特性試驗(yàn)研究[J];巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào);2010年S1期

10 王松鶴;駱亞生;李焱;;黃土固結(jié)蠕變特性試驗(yàn)研究[J];工程地質(zhì)學(xué)報(bào);2009年05期

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本文編號(hào)：2678937