土石壩、土質(zhì)邊坡等土工構(gòu)筑物中的土體常因水位升降而經(jīng)歷偏應(yīng)力恒定、有效球應(yīng)力往復(fù)循環(huán)加卸載的應(yīng)力路徑,并發(fā)生持續(xù)的變形累積。為研究土體在該應(yīng)力路徑下的變形規(guī)律,論文開展了較為系統(tǒng)的球應(yīng)力循環(huán)三軸試驗,研究了球應(yīng)力單調(diào)增大、減小過程中體應(yīng)變、剪應(yīng)變的發(fā)展規(guī)律,分析了應(yīng)力循環(huán)對體應(yīng)變、剪應(yīng)變的影響,探討了初始偏應(yīng)力、初始球應(yīng)力及初始密度對應(yīng)力變形的影響機制。開展了該應(yīng)力路徑下的PFC數(shù)值試驗,建議了增量形式的球應(yīng)力循環(huán)下土體應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系的數(shù)學(xué)描述方法并進行了初步驗證。取得了如下研究成果:1.采用福建標準砂進行了較系統(tǒng)的等偏應(yīng)力、球應(yīng)力慢速循環(huán)加卸載應(yīng)力路徑三軸試驗。結(jié)果表明球應(yīng)力的循環(huán)變化不僅會引起土體的體應(yīng)變,而且也會引起剪應(yīng)變的發(fā)生。在不同的應(yīng)力條件下,應(yīng)變的發(fā)展存在一些基本規(guī)律。（1）在單次循環(huán)過程中,體應(yīng)變隨著球應(yīng)力的增大（減�。┒鴨握{(diào)增大（減小）,而且體應(yīng)變與球應(yīng)力對數(shù)之間近似呈線性關(guān)系。（2）在球應(yīng)力加載階段,剪應(yīng)變單調(diào)增大,且增長量均小于0.1%,可忽略。（3）球應(yīng)力卸載階段,剪應(yīng)變的發(fā)展與應(yīng)力比密切相關(guān)。應(yīng)力比較小時,剪應(yīng)變隨著球應(yīng)力的減小變化緩慢,隨著應(yīng)力比的增大,剪應(yīng)... 

【文章來源】：中國水利水電科學(xué)研究院北京市

【文章頁數(shù)】：120 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１水位變化引起的壩體沉降??

〇非線性變形的本構(gòu)模型研宄??１．３．１側(cè)重單調(diào)應(yīng)力路徑下的本構(gòu)模型??１．３．１．１非線性模型??巖土材料的應(yīng)力－應(yīng)變關(guān)系具有明顯的非線性，為此很多學(xué)者在線彈性理論的基礎(chǔ)上提出非線性彈性模型。該類模型基于廣義胡克定律，采用分段線性的方法，表達應(yīng)力增量和應(yīng)變量之間的關(guān)系。模型中彈性模量是變量，與應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)。一般可以表達為：??６??

２．２試驗裝置??本文采用的試驗儀器為ＷＦ中型應(yīng)力路徑三軸儀，該儀器由壓力室、加壓系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集系??統(tǒng)三部分組成，如圖２－１所示。??壓力室位于豎向驅(qū)動系統(tǒng)的頂部，由底座、有機玻璃罩和金屬上蓋等形成的密閉容器組成，??是儀器的重要組成部分。其底部有用于測量圍壓、孔壓的接頭。底座底部還有兩個排水管，用??于連接試樣的上下排水，其中下排水管與孔壓傳感器連接。壓力室頂部有軸向應(yīng)力傳感器和軸??向位移傳感器。??試驗圍壓通過伺服液壓壓力控制器提供，這是一個獨立裝置，壓力通過控制系統(tǒng)驅(qū)動步進??馬達，從而推動液壓活塞產(chǎn)生，然后通過特定的壓力傳感器反饋信息。壓力控制精度為１?ｋＰａ，??最大圍壓是２．０?ＭＰａ。軸向力由Ｔｒｉｔｅｃｈ?１００加載架提供，是一套由微處理器控制驅(qū)動的系統(tǒng)，具??有應(yīng)力和應(yīng)變控制功能，最大軸向力可達７５?ｋＮ，軸向最大行程為１０?ｃｍ。??數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括：實時控制模塊（ＲＴＣ）、應(yīng)力路徑模塊、數(shù)據(jù)記錄器

【參考文獻】：
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本文編號：2978647