透明土是人工合成的一種新型巖土試驗(yàn)材料,其與粒子圖像測(cè)速（PIV）技術(shù)結(jié)合,近年來(lái)應(yīng)用于土木工程模型試驗(yàn)中,取得了較好的試驗(yàn)效果。透明土技術(shù)與傳統(tǒng)變形測(cè)量技術(shù)不同,其可從細(xì)觀角度監(jiān)測(cè)土體變形從而得到土體變形機(jī)理。目前針對(duì)人工合成透明土力學(xué)特性的研究主要側(cè)重于靜力方面,對(duì)動(dòng)力作用下透明土的力學(xué)特性研究較少。本文基于熔融石英砂配制而成的透明砂開展室內(nèi)動(dòng)三軸試驗(yàn),得到了透明土的動(dòng)強(qiáng)度和動(dòng)變形變化規(guī)律,進(jìn)而進(jìn)行了動(dòng)力特性離散元分析,研究了圍壓、頻率、相對(duì)密度、偏動(dòng)應(yīng)力幅值等因素對(duì)動(dòng)強(qiáng)度與動(dòng)變形的影響,所得結(jié)論如下:（1）對(duì)熔融石英砂為骨架材料配制的透明砂試樣開展了不排水條件下的動(dòng)三軸試驗(yàn),得到了透明砂的非線性、滯回性及變形累積性的動(dòng)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系,體現(xiàn)出該種材料的彈塑性及應(yīng)變硬化的特征;對(duì)試樣的累積塑性變形曲線進(jìn)行擬合發(fā)現(xiàn),變形發(fā)展趨勢(shì)為穩(wěn)定及破壞型曲線特征;此外分析了相對(duì)密度、圍壓、頻率和偏動(dòng)應(yīng)力幅值等因素對(duì)透明土動(dòng)強(qiáng)度和動(dòng)變形的影響規(guī)律。（2）采用PFC 2D軟件建立透明砂離散元分析模型,依據(jù)細(xì)觀參數(shù)對(duì)宏觀力學(xué)性質(zhì)的影響規(guī)律確定模型參數(shù)和接觸滑動(dòng)本構(gòu)關(guān)系,對(duì)動(dòng)力作用下的透明砂的細(xì)觀特性變化... 

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【文章頁(yè)數(shù)】：89 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖２－１熔融石英砂顆粒??Ｆｉｇｕｒｅ?２－１?Ｆｕｓｅｄ?ｑｕａｒｔｚ?ｓａｎｄ?ｐａｒｔｉｃｌｅｓ??

??整理數(shù)據(jù)分析得到顆粒級(jí)配曲線如圖２－２所示。??１〇〇?Ｉ???■????？——■???＾?８０?－?＼?－??｜?．?＼?掩一「：??＼ｍ?６〇?－?＼?－??ｍ?＼??ｍ?＼??Ｓ?４０?－?＼?－??您?＼??｜２〇－???＇Ｌ‘—??１０?１?０．１??粒徑／ｍｍ??圖２－２熔融石英砂顆粒組成的級(jí)配曲線??Ｆｉｇｕｒｅ?２－２?Ｇｒａｄａｔｉｏｎ?ｃｕｒｖｅ?ｏｆ?ｆｕｓｅｄ?ｑｕａｒｔｚ?ｓａｎｄ??密實(shí)度作為衡量透明砂狀態(tài)的重要指標(biāo)，根據(jù)《土工試驗(yàn)規(guī)程》（ＳＬ２３７－１９９９）??千密度ｐｄ和孔隙比＾均為密實(shí)度的指標(biāo)，但未考慮顆粒級(jí)配的影響，故引入相對(duì)密??度以的概念，由式（２－１）所示：??＝?ｅｍａｘ＿ｅ?（２－１）??Ｃ?＿?＃崳?ｍａｘ?ｍｉｎ??式中：—相對(duì)密度；??６；ａｘ—最大孔隙比，最松散狀態(tài)；??ｅ；ｉｎ—最小孔隙比，最緊密狀態(tài)；??ｅ?—孔隙比。??當(dāng)以＝０時(shí)，孔隙比最大，試樣呈松散狀態(tài)；當(dāng)Ｄｐｉ時(shí)，孔隙比最小，試樣??呈緊密狀態(tài)。用相對(duì)密度Ｄｒ規(guī)定試樣的密實(shí)狀態(tài)：當(dāng)ｌ／３＜Ｄｒ＜２／３時(shí)，試樣為中??密狀態(tài)；當(dāng)Ｄｒ＜ｌ／３時(shí)

?（４）試樣壓實(shí)完成，裝上不透水石，拆開三瓣模，試樣制備完成。制備后的??試樣如圖２－３所示。??Ｐ??圖２－３透明砂試樣??Ｆｉｇｕｒｅ?２－３?Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ?ｓａｎｄ?ｓａｍｐｌｅ??２．２試驗(yàn)儀器??凍土三軸試驗(yàn)機(jī)是由北京中創(chuàng)試儀科技有限公司生產(chǎn)的，主要分為四個(gè)部分，??包括油壓伺服加載系統(tǒng)、圍壓系統(tǒng)、循環(huán)冷浴系統(tǒng)（本次試驗(yàn)中并未用到）和控??制系統(tǒng)，如圖２－４和圖２－５所示。采用電液激振方式施加動(dòng)載，主要技術(shù)指標(biāo)：軸??向載荷：０－１００ＫＮ；溫度：常溫￣－３０°Ｃ；頻率：０￣２０Ｈｚ；試樣尺寸：６１．８Ｘ１２５ｍｍ。??龜瞧??圖２－４油壓伺服加載系統(tǒng)與圍壓系統(tǒng)??Ｆｉｇｕｒｅ?２－４?Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ?ｓｅｒｖｏ?ｌｏａｄｉｎｇ?ｓｙｓｔｅｍ?ａｎｄ?ｃｏｎｆｉｎｉｎｇ?ｐｒｅｓｓｕｒｅ?ｓｙｓｔｅｍ??三軸試驗(yàn)機(jī)是利用傳感器與計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)得到循環(huán)荷載作用下瞬時(shí)??的軸向荷載、軸向位移，數(shù)據(jù)通過文本方式輸出，對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的運(yùn)算與分析需試??驗(yàn)人員獨(dú)立進(jìn)行。試驗(yàn)設(shè)備較為大型，對(duì)于較小應(yīng)力作用下的數(shù)據(jù)精確度較低，??１６??

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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[4]基于透明土的盾構(gòu)隧道開挖面穩(wěn)定性分析[D]. 劉佳佳.武漢理工大學(xué) 2012
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