濱海含生物氣細(xì)粒土廣泛分布于全世界五大洲中。氣體多以離散大氣泡形式存在于土骨架中。區(qū)別于傳統(tǒng)非飽和土,濱海含氣細(xì)粒土中氣相不連通、水相連通、飽和度超85%,而無(wú)法用經(jīng)典非飽和土理論描述;同時(shí),由于氣泡尺寸（約幾百微米）遠(yuǎn)大于土顆粒尺寸（約幾微米）,而不能用飽和土與可壓縮流體混合物的理論描述。前人試驗(yàn)表明,由于大氣泡和土骨架的相互作用,氣相的存在可能增加或降低土骨架強(qiáng)度,取決于含氣量和氣泡壓力（與孔壓相關(guān)）。至今,大氣泡在土骨架中的結(jié)構(gòu)形態(tài)及演化特征缺乏研究,大氣泡對(duì)細(xì)粒土屈服面形態(tài)、應(yīng)力-剪脹關(guān)系的影響仍不清楚,也缺乏能統(tǒng)一描述“氣相損傷”和“氣相強(qiáng)化”效應(yīng)的本構(gòu)模型。圍繞上述問(wèn)題,本文基于CT原位微型加載設(shè)備開(kāi)發(fā)、高精CT掃描試驗(yàn)、三軸試驗(yàn)、彈塑性模型構(gòu)建和圓柱孔洞擴(kuò)張解析推導(dǎo),得出以下主要結(jié)論:1)一維固結(jié)條件下,含氣土中氣泡更接近橢球形（橢球度介于0.35～0.75）。氣泡橢球度和最大半徑分布不能用常規(guī)概率模型（正態(tài)分布、對(duì)數(shù)正態(tài)分布、韋布分布和伽馬分布）進(jìn)行描述,但可以通過(guò)幾個(gè)正態(tài)分布的疊加（高斯混合模型）來(lái)描述。2)隨著豎向荷載的增大,氣泡主要沿著豎向荷載作用的方向壓縮,而水... 

【文章來(lái)源】：浙江大學(xué)浙江省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1. 緒論
    1.1. 引言
    1.2. 國(guó)內(nèi)外研究歷史與現(xiàn)狀
        1.2.1. 含大生物氣泡細(xì)粒土微觀結(jié)構(gòu)研究現(xiàn)狀
        1.2.2. 含氣土力學(xué)特性的研究現(xiàn)狀
        1.2.3. 含氣土深水取樣擾動(dòng)評(píng)價(jià)研究現(xiàn)狀
        1.2.4. 含氣土本構(gòu)模型研究現(xiàn)狀
        12.5. 圓孔擴(kuò)張理論研究現(xiàn)狀
    1.3. 目前存在的問(wèn)題
    1.4. 本文主要工作
    1.5. 技術(shù)路線
2. 含氣土細(xì)觀結(jié)構(gòu)表征
    2.1. 試驗(yàn)裝置與試驗(yàn)方案
        2.1.1. 試驗(yàn)裝置
        2.1.2. 試驗(yàn)材料和含氣土樣制備
        2.1.3. 試驗(yàn)方案
    2.2. 圖像獲取、處理和分析
        2.2.1. 圖像獲取和三維重構(gòu)
        2.2.2. 圖像處理:濾波和邊緣處理
        2.2.3. 圖像分析:氣泡形狀和尺寸量化
        2.2.4. 典型氣泡的形態(tài)
    2.3. 氣泡形狀和尺寸隨荷載演化規(guī)律
        2.3.1. 氣泡尺寸概率分布演化
        2.3.2. 氣泡形狀概率分布演化
    2.4. 氣泡形狀和尺寸分布量化
        2.4.1. 概率模型
        2.4.2. 統(tǒng)計(jì)擬合優(yōu)度檢驗(yàn)
        2.4.3. 南海黏土中氣泡形狀和尺寸的統(tǒng)計(jì)分布
        2.4.4. 馬來(lái)西亞高嶺粉土中氣泡形狀和尺寸的統(tǒng)計(jì)分布
        2.4.5. 氣泡總體積和氣泡壓力隨荷載演化規(guī)律
    2.5. 氣泡對(duì)土體結(jié)構(gòu)損傷效應(yīng)的量化
        2.5.1. 問(wèn)題定義
        2.5.2. 考慮應(yīng)力各向異性的橢圓孔壓縮理論
        2.5.3. 橢圓氣泡孔周最小主應(yīng)力分布
        2.5.4. 橢圓氣泡孔周強(qiáng)度發(fā)揮
        2.5.5. 氣泡對(duì)土體的損傷效應(yīng)估計(jì)
    2.6. 討論
    2.7. 本章小結(jié)
3. 含氣土宏觀力學(xué)響應(yīng)
    3.1. 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        3.1.1. 試驗(yàn)方案
        3.1.2. 試驗(yàn)設(shè)備
        3.1.3. 試驗(yàn)流程
    3.2. 含氣土應(yīng)力-剪脹特性
        3.2.1. 應(yīng)力-剪脹關(guān)系確定方法
        3.2.2. 細(xì)粒含氣土應(yīng)力-剪脹關(guān)系
        3.2.3. 細(xì)粒含氣土的應(yīng)力-剪脹函數(shù)
    3.3. 含氣土屈服特性
        3.3.1. 屈服軌跡的不同形狀
        3.3.2. 塑性應(yīng)變?cè)隽糠较蚝土鲃?dòng)法則
        3.3.3. 屈服面形狀參數(shù)方程α(u_(w0)-u_(w_0_ref)/p_0,ψ_0)
    3.4. 含氣土不排水卸載響應(yīng)
        3.4.1. 應(yīng)力-應(yīng)變響應(yīng)
        3.4.2. 超孔壓響應(yīng)
        3.4.3. 有效應(yīng)力路徑
        3.4.4. “土骨架-氣”和“水-氣”相互作用機(jī)制分析:試驗(yàn)和初步數(shù)值模擬
    3.5. 本章小結(jié)
4. 統(tǒng)一的含氣土彈塑性本構(gòu)模型
    4.1. 模型公式
        4.1.1. 應(yīng)力分量
        4.1.2. 應(yīng)變分量
        4.1.3. 彈性行為
        4.1.4. 屈服函數(shù)
        4.1.5. 剪脹方程
        4.1.6. 流動(dòng)法則
        4.1.7. 硬化準(zhǔn)則和塑性模量
        4.1.8. 飽和基質(zhì)彈塑性關(guān)系
        4.1.9. 氣泡體變響應(yīng)
    4.2. 模型參數(shù)標(biāo)定
        4.2.1. 模型標(biāo)定的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)程序
        4.2.2. 新模型參數(shù)與Atterberg界限的關(guān)系
    4.3. 模型驗(yàn)證
        4.3.1. 壓縮特性
        4.3.2. 剪切特性
        4.3.3. 不排水抗剪強(qiáng)度
        4.3.4. 量化氣泡對(duì)土體的損傷和加強(qiáng)效應(yīng):參數(shù)分析
    4.4. 本章小結(jié)
5. 基于含氣土本構(gòu)模型的圓柱孔擴(kuò)張理論分析
    5.1. 圓孔擴(kuò)張邊值問(wèn)題幾何描述
    5.2. 彈性分析
    5.3. 彈塑性分析
    5.4. 彈塑性邊界位置及應(yīng)力
    5.5. 塑性區(qū)超孔隙壓力
    5.6. 結(jié)果和討論
    5.7. 本章小結(jié)
6. 結(jié)論與建議
    6.1. 結(jié)論
    6.2. 下一步工作建議
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷



本文編號(hào)：3164291