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(qiáng)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(shí)，粗粒土所采用本構(gòu)模型的實(shí)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(rèn)可的、可用于各種粗粒土的本構(gòu)模型?；谝陨显颍疚恼归_(kāi)了研究和探討。
　　 (1)對(duì)不同粗料含量土料及不同壓實(shí)度土料進(jìn)行了靜力特性大型三軸試驗(yàn)研究。試驗(yàn)結(jié)果表明:粗料含量為30％～50％時(shí)

2、，隨粗料含量增加，抗剪強(qiáng)度增長(zhǎng)較快，同時(shí)試樣有向應(yīng)變軟化方向發(fā)展的趨勢(shì)，且剪脹作用逐漸增強(qiáng);圍壓越低，剪脹作用越明顯;粗粒土壓實(shí)度大于93％時(shí)，壓實(shí)度對(duì)土體強(qiáng)度指標(biāo)影響較小，土體強(qiáng)度主要決定于周圍壓力大小，但增加壓實(shí)度可以明顯減小土體破壞時(shí)的累積應(yīng)變。
　　 (2)基于試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)鄧肯-張模型、Rowe剪脹模型進(jìn)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^(guò)原點(diǎn)的拋物線關(guān)系式

3、，并推導(dǎo)出了改進(jìn)的鄧肯-張E-v模型。
　　 (3)對(duì)改進(jìn)模型進(jìn)行了驗(yàn)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(jìn)模型參數(shù)L的取值問(wèn)題，認(rèn)為L(zhǎng)=4可作為粗粒土有無(wú)剪脹性的判定標(biāo)準(zhǔn):L≥4時(shí)，土體不會(huì)發(fā)生剪脹現(xiàn)象;L＜4時(shí)，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(shí)對(duì)應(yīng)的累積軸向