含新型元件的蠕變模型二次開發(fā)研究.pdf

1、土體流變是個很寬泛的概念，它包含蠕變、應(yīng)力松弛和長期強度等幾個方面，其中土體受荷產(chǎn)生一個完整的蠕變過程包含初始蠕變、穩(wěn)定蠕變和加速蠕變?nèi)齻€階段，其應(yīng)變隨時間的變化關(guān)系應(yīng)當(dāng)呈現(xiàn)出一條近似的“S”形曲線。另外，土體是由散粒體顆粒組成不同于一般的固體材料，其流變過程具有廣泛的非線性變形特性。
　　黏土由于它獨有的自身結(jié)構(gòu)和屬性使得它區(qū)別于一般的土體，工程建設(shè)中常見的黏土地層或夾層給工程施工帶來一定的難度，也給其上建筑物的穩(wěn)定性帶來一些隱

2、患，所以對黏土的物理力學(xué)性質(zhì)和流變特性研究顯得尤為重要。
　　本文基于對湛江黏土進(jìn)行三軸排水蠕變試驗所得蠕變數(shù)據(jù)，采用經(jīng)典Burger蠕變模型發(fā)現(xiàn)不能精確地描述該黏土蠕變前兩階段。提出采用分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)元件（又稱阿貝爾元件）替換Burger蠕變模型中相關(guān)粘壺，形成新的含一個及兩個分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)元件蠕變模型，分別命名為Kburger和Sburger。導(dǎo)出它們一維及三維狀態(tài)下本構(gòu)關(guān)系式并與經(jīng)典Burger模型三維本構(gòu)關(guān)系進(jìn)行對比，尋找三類模型

3、之間的異同點；然后以內(nèi)置Burger模型程序文件為藍(lán)本，采用C++語言進(jìn)行更改實現(xiàn)兩類分?jǐn)?shù)階導(dǎo)數(shù)模型的定義。在Visual studio2005以上版本編程平臺生成動態(tài)鏈接庫（.dll），進(jìn)而同F(xiàn)LAC3D進(jìn)行接口、調(diào)用，完成二次開發(fā)工作并進(jìn)行驗證，結(jié)合對湛江黏土在50Kpa恒定圍壓不同等級偏應(yīng)力狀態(tài)下蠕變試驗數(shù)據(jù)擬合出各模型相關(guān)計算參數(shù)。通過建立模擬三軸蠕變數(shù)值算例對比各模型在不同偏應(yīng)力下描述湛江黏土蠕變過程的優(yōu)劣性，將模型試樣由柱體

4、改為立方體，討論不同形狀試樣對三軸蠕變數(shù)值計算的影響；其次，鑒于實際土體長期受荷發(fā)生變形其強度參數(shù)隨時間會產(chǎn)生變化且土體具有塑性變形特性，引入變強度參數(shù)塑性元件，將該元件與經(jīng)典Burger模型串聯(lián)形成變強度參數(shù)模型，分析強度參數(shù)按不同函數(shù)形式變化對土體加速蠕變階段的影響；最后，將該塑性元件與前述Sburger模型進(jìn)行串聯(lián)得到新的分?jǐn)?shù)階變強度參數(shù)模型，結(jié)合西南某縣在建水工大壩工程，分別選用Cvisc模型、變強度參數(shù)模型和分?jǐn)?shù)階變強度參數(shù)模