循環(huán)荷載下水泥土邊界面雙面模型研究.pdf

1、水泥土主要依靠水泥的水化、火山灰和碳化等一系列復(fù)雜的物理化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的膠結(jié)作用實現(xiàn)對軟土的改良，其實質(zhì)是一種人造結(jié)構(gòu)性土。隨著水泥土在道路、高速鐵路、港口、填海等工程以及污染淤泥固化治理方面的廣泛應(yīng)用，本文從本構(gòu)模型理論出發(fā)，根據(jù)不排水三軸剪切試驗結(jié)果更深入的研究復(fù)雜荷載作用下水泥土的力學(xué)性狀。
　　本文基于邊界面模型理論，采用修正平均有效應(yīng)力的方法表征水泥土的結(jié)構(gòu)性，建立適合于水泥土的雙面邊界面本構(gòu)模型。為了根據(jù)相關(guān)的水泥土三軸

2、不排水剪切試驗結(jié)果擬合出邊界面模型參數(shù)，建立了該邊界面模型的應(yīng)力更新隱式算法，應(yīng)用遺傳算法實現(xiàn)參數(shù)擬合過程目標(biāo)函數(shù)的極小化。建立了循環(huán)荷載條件下雙面邊界面模型的顯式算法。
　　本文所做工作如下:
　　1.在邊界面雙面模型中，引入修正平均有效應(yīng)力的概念以表征水泥土的結(jié)構(gòu)性，其值為平均有效應(yīng)力與膠結(jié)作用之和，給出膠結(jié)作用的表達式表明其退化與塑性剪應(yīng)變有關(guān)，可以反應(yīng)水泥土結(jié)構(gòu)性隨塑性剪應(yīng)變的累積喪失過程。為了實現(xiàn)單調(diào)荷載作用下的應(yīng)

3、力更新計算，建立了雙面邊界面模型的應(yīng)力更新隱式算法。
　　2.為了擬合出水泥土雙面邊界面模型參數(shù)，將遺傳算法引入目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)化計算中，以獲得目標(biāo)函數(shù)的最小化。開發(fā)了相應(yīng)的程序，實現(xiàn)非線性試驗數(shù)據(jù)擬合。對水泥土的不排水三軸試驗進行數(shù)值模擬，結(jié)果表明該本構(gòu)模型可以很好的反應(yīng)水泥土在高圍壓下表現(xiàn)出來的脆性破壞及應(yīng)變軟化現(xiàn)象，同時該本構(gòu)模型能夠模擬出水泥土的應(yīng)力路徑在屈服之后向左彎曲到達素土臨界狀態(tài)線上方的水泥土預(yù)測破壞包絡(luò)線，并隨著膠