循環(huán)荷載下水泥土邊界面雙面模型研究.pdf

1、水泥土主要依靠水泥的水化、火山灰和碳化等一系列復雜的物理化學反應產(chǎn)生的膠結(jié)作用實現(xiàn)對軟土的改良，其實質(zhì)是一種人造結(jié)構(gòu)性土。隨著水泥土在道路、高速鐵路、港口、填海等工程以及污染淤泥固化治理方面的廣泛應用，本文從本構(gòu)模型理論出發(fā)，根據(jù)不排水三軸剪切試驗結(jié)果更深入的研究復雜荷載作用下水泥土的力學性狀。
　　本文基于邊界面模型理論，采用修正平均有效應力的方法表征水泥土的結(jié)構(gòu)性，建立適合于水泥土的雙面邊界面本構(gòu)模型。為了根據(jù)相關(guān)的水泥土三軸

2、不排水剪切試驗結(jié)果擬合出邊界面模型參數(shù)，建立了該邊界面模型的應力更新隱式算法，應用遺傳算法實現(xiàn)參數(shù)擬合過程目標函數(shù)的極小化。建立了循環(huán)荷載條件下雙面邊界面模型的顯式算法。
　　本文所做工作如下:
　　1.在邊界面雙面模型中，引入修正平均有效應力的概念以表征水泥土的結(jié)構(gòu)性，其值為平均有效應力與膠結(jié)作用之和，給出膠結(jié)作用的表達式表明其退化與塑性剪應變有關(guān)，可以反應水泥土結(jié)構(gòu)性隨塑性剪應變的累積喪失過程。為了實現(xiàn)單調(diào)荷載作用下的應

3、力更新計算，建立了雙面邊界面模型的應力更新隱式算法。
　　2.為了擬合出水泥土雙面邊界面模型參數(shù)，將遺傳算法引入目標函數(shù)的最優(yōu)化計算中，以獲得目標函數(shù)的最小化。開發(fā)了相應的程序，實現(xiàn)非線性試驗數(shù)據(jù)擬合。對水泥土的不排水三軸試驗進行數(shù)值模擬，結(jié)果表明該本構(gòu)模型可以很好的反應水泥土在高圍壓下表現(xiàn)出來的脆性破壞及應變軟化現(xiàn)象，同時該本構(gòu)模型能夠模擬出水泥土的應力路徑在屈服之后向左彎曲到達素土臨界狀態(tài)線上方的水泥土預測破壞包絡(luò)線，并隨著膠