土體介質(zhì)是地質(zhì)循環(huán)作用下由固體顆粒、孔隙液體和孔隙氣體組成的多相地質(zhì)材料,不同尺度土顆粒之間形成的復(fù)雜微細(xì)觀結(jié)構(gòu)以及各相物質(zhì)之間的相互協(xié)調(diào)作用,導(dǎo)致土體在不同尺度結(jié)構(gòu)層次呈現(xiàn)不同的物理機(jī)制和力學(xué)響應(yīng),突顯土體強(qiáng)度和變形特性的多層次耦合和跨尺度演化效應(yīng)。為了解決傳統(tǒng)連續(xù)介質(zhì)力學(xué)無法對顆粒尺度效應(yīng)現(xiàn)象進(jìn)行描述的問題,本文以高嶺土和石英砂為研究對象,用理論分析和試驗(yàn)研究相結(jié)合的方法,探討各尺度土體顆粒相互作用的力學(xué)機(jī)理。通過建立具有多尺度特征的土基體膜-增強(qiáng)顆粒模型,闡述土體尺度效應(yīng)物理力學(xué)機(jī)制并推導(dǎo)能夠預(yù)測土體膜模型流動(dòng)應(yīng)力的力學(xué)公式;結(jié)合試驗(yàn)分析,研究基體體分比和增強(qiáng)顆粒粒徑對土體屈服強(qiáng)度的影響規(guī)律并求解力學(xué)模型的微細(xì)觀參數(shù),將試驗(yàn)結(jié)果與理論結(jié)果進(jìn)行對比,驗(yàn)證土基體膜-增強(qiáng)顆粒模型在分析土體多尺度耦合力學(xué)特性方面的有效性和適用性。本文完成的研究工作與結(jié)論有以下幾個(gè)方面:（1）基于土基體膜-增強(qiáng)顆粒模型理論框架,引入了土基體膜厚度和等效應(yīng)變梯兩個(gè)參數(shù),從能量角度推導(dǎo)了土基體膜-增強(qiáng)顆粒模型的流動(dòng)應(yīng)力公式,為解釋土體顆粒尺度效應(yīng)奠定了理論基礎(chǔ)。（2）制備一系列具有不同基體體分比和增強(qiáng)顆粒粒徑... 

【文章來源】：華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：98 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

技術(shù)路線圖

第二章 土基體膜-增強(qiáng)顆粒模型理論分析（4）當(dāng)基體顆粒持續(xù)增加時(shí)，結(jié)構(gòu)中基體顆粒將增強(qiáng)顆粒完全包裹，并能形成一定的厚度，這種在增強(qiáng)顆粒表面形成一定厚度的基體介質(zhì)稱為“土基體膜”。此時(shí)增強(qiáng)顆粒之間由土基體膜進(jìn)行隔墊，當(dāng)土基體膜厚度 δ 在一定范圍時(shí)，結(jié)構(gòu)中的增強(qiáng)顆粒之間的作用會(huì)被基體顆粒消耗但是不能完全消耗掉，依然有部分作用通過基體顆粒傳遞給相鄰的增強(qiáng)顆粒，此時(shí)結(jié)構(gòu)體系中的作用較為復(fù)雜，既包括增強(qiáng)顆粒與基體顆粒之間的作用，同時(shí)也包括增強(qiáng)顆粒之間的作用。如圖 2-2（d）所示。根據(jù)上述土基體膜的演化過程，我們可以將土基體膜-增強(qiáng)顆粒模型分為以下兩種情況：（1）基體介質(zhì)未填滿增強(qiáng)顆粒之間的孔隙me ，此時(shí)增強(qiáng)顆粒之間以直接接觸為主，但也存在少量的增強(qiáng)顆粒與基體介質(zhì)相互接觸；（2）基體介質(zhì)首先填滿增強(qiáng)顆粒之間的孔隙 ，剩余的基體介質(zhì)再在顆粒表面形成網(wǎng)狀土基體包裹膜。以上兩種模型均稱為土基體膜-增強(qiáng)顆粒模型（簡稱土體膜模型），模型簡圖如圖 2-3 所示。

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文( )G k kkA N f d A) 和式 (2-41) ~ (2-43)，可算得協(xié)調(diào)微裂紋密度：2 ( , , )G kA d c 12( ,c, ). ( )( , , )( )k kkkf d f dd cf d m( )( ,c, ) ( , )Mdkk kdkg df d c dd m13( )( )Mdkk kdkg df d dd m24( )( )Mdkk kdkg df d dd

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本文編號：2965831