遼西地區(qū)風(fēng)積土的強(qiáng)度、凍融特性及其分形性質(zhì)的研究.pdf

1、通過(guò)對(duì)風(fēng)積土的含水量、密度、比重等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試、顆粒分析和粒度分布分形性質(zhì)的研究,系統(tǒng)地研究了風(fēng)積土的物理性質(zhì),對(duì)物理參數(shù)的分析表明:風(fēng)積土的顆粒成分中細(xì)顆粒為主要顆粒,其結(jié)構(gòu)相對(duì)致密,浸水后不具有明顯的濕陷性,初步推斷風(fēng)積土易發(fā)生凍脹,且其粒度分布具有明顯的自相似性.通過(guò)對(duì)不同凍結(jié)溫度和不同初始含水量的單軸強(qiáng)度試驗(yàn),得出風(fēng)積土的破壞形式為:高溫狀態(tài)或含水量較小時(shí)表現(xiàn)為塑性破壞,低溫狀態(tài)或含水量較大時(shí)則表現(xiàn)為脆性破壞,并采用分形插值理論

2、獲得了凍風(fēng)積土單軸狀態(tài)的應(yīng)力—應(yīng)變曲線;通過(guò)不同凍結(jié)溫度、不同圍壓下的三軸強(qiáng)度試驗(yàn)和三軸蠕變?cè)囼?yàn),在理論分析的基礎(chǔ)上,回歸得出了凍風(fēng)積土的三軸本構(gòu)關(guān)系和三軸蠕變方程.利用SYC—2型非金屬超聲波檢測(cè)儀設(shè)計(jì)了動(dòng)態(tài)損傷監(jiān)測(cè)系統(tǒng),獲得了凍風(fēng)積土的抗壓強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、彈性模量等物理參數(shù)和聲波參數(shù)的關(guān)系;實(shí)現(xiàn)了對(duì)凍風(fēng)積土損傷的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),基于損傷和分形理論建立了損傷變量和分形維數(shù)隨應(yīng)力變化的數(shù)學(xué)經(jīng)驗(yàn)表達(dá)式.進(jìn)行了風(fēng)積土在不同凍結(jié)溫度、含水量、干密度

3、等條件下的水分遷移試驗(yàn),建立了水熱耦合條件下水分遷移的數(shù)學(xué)模型,獲得了試樣的溫度分布規(guī)律.自行設(shè)計(jì)了風(fēng)積土在水分、溫度、荷載作用下的凍融試驗(yàn)系統(tǒng),進(jìn)行了封閉和開(kāi)敞系統(tǒng)的凍融試驗(yàn).通過(guò)對(duì)風(fēng)積土的水分遷移試驗(yàn),得出在靠近冷端的一定深度內(nèi),凍結(jié)后的含水量并沒(méi)有持續(xù)增加,反而有減小的趨勢(shì),在此稱之為人工凍結(jié)試驗(yàn)的"頂端效應(yīng)",這一點(diǎn)在數(shù)值計(jì)算中是無(wú)法考慮的;凍融試驗(yàn)表明溫度的降低一方面會(huì)造成凍脹量的增加,同時(shí)溫度梯度增大對(duì)水分遷移的充分性又是不