海口红粘土剪胀特性及超固结土本构模型研究

发布时间：2019-09-02 08:12

【摘要】：不同的固结过程,不同的剪切应力路径表现出不同的应力-应变性状。国内外已有许多人对不同应力路径下土的性质进行了试验研究。土体的应力-应变关系不仅取决于上当前所处的应力状态,而且还与加载过程密切相关。在复杂应力状态下使用传统的弹塑性本构方程无法对岩土工程进行准确的预测,其主要原因是不能解决塑性变形对应力路径的依赖性问题,同时计算参数的选取也无法反映应力路径的相关性。 在工程建设中识别土的固结状态,有利于防止工程事故的发生和节约建设成本。考虑土体不同的固结状态下,算得的地基沉降会有很大的误差。此外超固结状态的土体往往具有较强剪胀的力学特性,在不排水加载状态中,土体内部会产生负的超静水孔压,有效应力变大,使得土体的强度可能大于固结完成后的强度。随着超静水孔压的消散,有效应力减小,土的强度降低。工程师如果在实践中不能很好地认识到这点,往往会导致工程事故的发生。因此,需要对海口红粘土在不同应力路径下及超固结状态下的力学特性进行研究,了解其在不同应力路径下的应力-应变关系,从而更好地为工程实践服务。 本文主要对超固结重塑红粘土进行了一系列复杂应力路径的压缩试验,研究了不同应力路径下土的剪胀特性,探讨了常规剪胀方程在描述超固结土剪胀特性的局限性。通过将能反映应力路径影响的硬化参数引入到边界面模型中,构建了反映应力路径影响的超固结土本构模型。为了将该模型运用到数值模拟中,基于Abaqus二次开发平台,编写了UMAT子程序接口。通过建立三轴试验的土体受力模型,对超固结土本构模型的合理性进行了验证。最后将其运用到地基沉降计算中,认为该模型能较好的模型超固结上应力-应变关系。
【学位授予单位】：海南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU44;TU43

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本文编号：2530814