粗粒土力學(xué)特性及本構(gòu)模型研究.pdf

1、粗粒土具有良好的工程特性，其應(yīng)用范圍日益廣泛。為了適應(yīng)土木建筑結(jié)構(gòu)的強度、變形分析需要，粗粒土性質(zhì)研究已成為工程、學(xué)術(shù)屆所關(guān)注的重要課題。同時，粗粒土所采用本構(gòu)模型的實用性和合理性很大程度上決定了巖土工程數(shù)值分析的優(yōu)劣，而目前尚未有大家廣泛認可的、可用于各種粗粒土的本構(gòu)模型?；谝陨显?，本文展開了研究和探討。
　　 (1)對不同粗料含量土料及不同壓實度土料進行了靜力特性大型三軸試驗研究。試驗結(jié)果表明:粗料含量為30％～50％時

2、，隨粗料含量增加，抗剪強度增長較快，同時試樣有向應(yīng)變軟化方向發(fā)展的趨勢，且剪脹作用逐漸增強;圍壓越低，剪脹作用越明顯;粗粒土壓實度大于93％時，壓實度對土體強度指標(biāo)影響較小，土體強度主要決定于周圍壓力大小，但增加壓實度可以明顯減小土體破壞時的累積應(yīng)變。
　　 (2)基于試驗數(shù)據(jù)對鄧肯-張模型、Rowe剪脹模型進行了適用性分析，結(jié)果表明，鄧肯-張模型不能很好反映粗粒土變形特性。為此提出了軸向應(yīng)變平方與側(cè)向應(yīng)變?yōu)檫^原點的拋物線關(guān)系式

3、，并推導(dǎo)出了改進的鄧肯-張E-v模型。
　　 (3)對改進模型進行了驗證分析，結(jié)果表明該模型能夠很好描述粗粒土體變特性以及低圍壓下更易發(fā)生剪脹和切線泊松比趨于相等等特性。
　　 (4)探討了改進模型參數(shù)L的取值問題，認為L=4可作為粗粒土有無剪脹性的判定標(biāo)準:L≥4時，土體不會發(fā)生剪脹現(xiàn)象;L＜4時，土體在低圍壓下可發(fā)生剪脹現(xiàn)象，且L越小，越容易發(fā)生剪脹現(xiàn)象，剪脹、剪縮的臨界圍壓也越高，相同圍壓下發(fā)生剪脹時對應(yīng)的累積軸向