非飽和黃土在動、靜復(fù)雜應(yīng)力條件下的結(jié)構(gòu)變化特性及結(jié)構(gòu)性本構(gòu)關(guān)系研究.pdf

1、土結(jié)構(gòu)性本構(gòu)關(guān)系的研究被稱為是“21世紀(jì)土力學(xué)的核心問題”。在閱讀和分析大量文獻(xiàn)資料的基礎(chǔ)上，總結(jié)了近年來黃土力學(xué)研究在非飽和土、動力特性以及結(jié)構(gòu)性等領(lǐng)域取得的豐碩成果,提出了本文研究的基本任務(wù)。 本文研究工作的第一個成果是緊密圍繞著土結(jié)構(gòu)性形成變化的機(jī)理，突出了土結(jié)構(gòu)性研究的土力學(xué)途徑，把復(fù)雜應(yīng)力條件下的土結(jié)構(gòu)性定量化描述及其應(yīng)用作為“突破口”，由“土的強(qiáng)度和變形受結(jié)構(gòu)性控制的規(guī)律是相同的”這一結(jié)論出發(fā)，將文獻(xiàn)中基于壓縮變形考

2、慮的土結(jié)構(gòu)性參數(shù)的思路和方法進(jìn)行了新的發(fā)展，提出和定義了基于強(qiáng)度考慮的土結(jié)構(gòu)性定量化參數(shù)。這種新的強(qiáng)度型結(jié)構(gòu)性參數(shù)，不僅彌補(bǔ)了文獻(xiàn)中變形型結(jié)構(gòu)性參數(shù)的不足，而且為在靜力和動力作用的復(fù)雜應(yīng)力條件下研究土的結(jié)構(gòu)性變化特性和建立結(jié)構(gòu)性本構(gòu)關(guān)系打下了基礎(chǔ)。它起到了既繼承前人成果的合理內(nèi)核，又拓展土結(jié)構(gòu)性參數(shù)的應(yīng)用空間，使動、靜變形全過程中土結(jié)構(gòu)性變化研究相溝通的重要作用。 本文的第二個成果是對原狀的、重塑的和人工結(jié)構(gòu)性的非飽和黃土在側(cè)限

3、壓縮應(yīng)力、常規(guī)三軸應(yīng)力以及真三軸應(yīng)力條件下進(jìn)行了大量試驗(yàn)，研究了結(jié)構(gòu)性變化特性，分析了影響黃土結(jié)構(gòu)性的主要相關(guān)因素，合理解釋了不同試驗(yàn)條件下土結(jié)構(gòu)性參數(shù)曲線所表現(xiàn)出的有關(guān)特征，論證了新結(jié)構(gòu)性參數(shù)的合理性。 本文的第三個成果是首次對原狀的和重塑的非飽和黃土進(jìn)行了大量的動扭剪三軸試驗(yàn)，在動荷作用下分析了非飽和黃土的動力特性，尤其是非飽和黃土孔隙水壓力和孔隙氣壓力在動荷作用下的變化規(guī)律，得到了非飽和黃土在動力試驗(yàn)條件下的土結(jié)構(gòu)性參數(shù)曲

4、線，證明了非飽和黃土動荷作用下的結(jié)構(gòu)性參數(shù)曲線與靜荷作用下的結(jié)構(gòu)性參數(shù)曲線有著相似的形態(tài)和變化規(guī)律，受相同結(jié)構(gòu)性因素的影響，使結(jié)構(gòu)性定量化參數(shù)第一次走進(jìn)了土動力學(xué)研究的領(lǐng)域。 本文的第四個成果是在以上研究的基礎(chǔ)上，通過結(jié)構(gòu)性參數(shù)對非飽和黃土靜、動應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線的歸一化作用效果分析，揭示了它與土變形和強(qiáng)度特性密切而規(guī)律性的關(guān)系，提出了非飽和黃土在靜、動力作用的復(fù)雜應(yīng)力條件下結(jié)構(gòu)性的本構(gòu)關(guān)系，驗(yàn)證了它們分別在三軸應(yīng)力條件和動扭剪應(yīng)