干燥環(huán)境下,土體失水后體積收縮,極易產(chǎn)生干縮開(kāi)裂,這種現(xiàn)象在自然界黏性土中十分普遍。干縮開(kāi)裂導(dǎo)致土體中形成裂隙網(wǎng)絡(luò),破壞了土體的完整性和均一性,直接改變了黏性土的強(qiáng)度、變形、滲透等土水力學(xué)性質(zhì)。并且近年來(lái)全球極端干旱的氣候頻發(fā),進(jìn)一步加劇了巖土、環(huán)境、地質(zhì)、水利、農(nóng)業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域工程災(zāi)害的發(fā)生,因此有必要深入了解黏性土的干縮開(kāi)裂機(jī)制。通過(guò)試驗(yàn)方法研究干縮裂隙往往干擾因素多、且代表性差,而有限元等數(shù)值試驗(yàn)方法又難以重現(xiàn)裂隙的發(fā)育過(guò)程。離散元因具備模擬大變形和材料破壞的優(yōu)勢(shì),在研究裂隙擴(kuò)展方面得到了廣泛應(yīng)用。本文將利用PFC2D離散元軟件模擬干縮裂隙的演化過(guò)程,試圖從微觀角度分析黏性土考慮裂隙蒸發(fā)的干縮開(kāi)裂機(jī)制。另外通過(guò)雙軸壓縮離散元試驗(yàn)系統(tǒng)研究了多個(gè)裂隙表征參數(shù)對(duì)裂隙土力學(xué)特性的影響,建立了裂隙量化指標(biāo)與抗剪強(qiáng)度間的定量關(guān)系。研究?jī)?nèi)容主要有以下幾個(gè)方面:（1）基于前人研究成果,借用熱傳導(dǎo)理論分析思路,推導(dǎo)出與一維熱傳導(dǎo)方程相對(duì)應(yīng)的水分遷移模型,結(jié)合土顆粒脹縮公式建立水-力耦合離散元模型。經(jīng)與理論解對(duì)比,驗(yàn)證了通過(guò)PFC2D熱模塊模擬水分的運(yùn)動(dòng)在一定范圍內(nèi)是可靠的。引入裂隙率R和裂隙總深度H... 

【文章來(lái)源】：武漢大學(xué)湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：122 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

研究技術(shù)路線

黏土水分蒸發(fā)三階段示意圖

土體蒸發(fā)示意圖

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]粘性土滲透破壞臨界條件推導(dǎo)及試驗(yàn)探討[J]. 姜伏偉.  地下空間與工程學(xué)報(bào). 2017(06)
[2]干濕循環(huán)對(duì)非飽和膨脹土抗剪強(qiáng)度影響的試驗(yàn)研究[J]. 徐丹,唐朝生,冷挺,李運(yùn)生,張巖,王侃,施斌.  地學(xué)前緣. 2018(01)
[3]邊界約束對(duì)膨脹土干縮開(kāi)裂的影響[J]. 袁權(quán),謝錦宇,任柯.  工程地質(zhì)學(xué)報(bào). 2016(04)
[4]干濕循環(huán)作用下膨脹土開(kāi)裂和收縮特性試驗(yàn)研究[J]. 葉萬(wàn)軍,萬(wàn)強(qiáng),申艷軍,楊更社,董西好,王銘.  西安科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)
[5]膨脹土裂隙發(fā)育規(guī)律及與抗剪強(qiáng)度的關(guān)系研究[J]. 王勇.  湖南交通科技. 2015(03)
[6]膨脹土裂隙面抗剪強(qiáng)度及影響因素試驗(yàn)研究[J]. 黃志全,張瑞旗,張曉麗,王偉.  工業(yè)建筑. 2015(09)
[7]重塑膨脹土細(xì)觀裂隙參數(shù)與抗剪強(qiáng)度的關(guān)系分析[J]. 李科成,鄧璞,羅雪.  公路工程. 2015(01)
[8]流紋巖雙軸抗壓力學(xué)特性及破壞機(jī)理研究[J]. 李佳,鄧榮貴.  路基工程. 2014(06)
[9]膨脹土裂隙的工程特性研究[J]. 龔壁衛(wèi),程展林,胡波,趙亮.  巖土力學(xué). 2014(07)
[10]基于室內(nèi)試驗(yàn)與數(shù)值模擬的膨脹土裂隙對(duì)強(qiáng)度影響規(guī)律研究[J]. 譚波,鄭健龍,張銳.  應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào). 2014(03)

博士論文
[1]膨脹土力學(xué)特性研究及邊坡穩(wěn)定性分析[D]. 何鵬.西安理工大學(xué) 2018

碩士論文
[1]粘土—裂隙間水量交換試驗(yàn)研究[D]. 宋磊.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2015
[2]巖體裂紋擴(kuò)展機(jī)制的數(shù)值模擬研究[D]. 尹成薇.遼寧工程技術(shù)大學(xué) 2012



本文編號(hào)：2972852