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、應力松弛和長期強度等幾個方面，其中土體受荷產生一個完整的蠕變過程包含初始蠕變、穩(wěn)定蠕變和加速蠕變三個階段，其應變隨時間的變化關系應當呈現出一條近似的“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構和屬性使得它區(qū)別于一般的土體，工程建設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性質和流變特性研究顯得尤為重要。
　　本文基于對湛江黏土進行三軸排水蠕變試驗所得蠕變數據，采用經典Burger蠕變模型發(fā)現不能精確地描述該黏土蠕變前兩階段。提出采用分數階導數元件（又稱阿貝爾元件）替換Burger蠕變模型中相關粘壺，形成新的含一個及兩個分數階導數元件蠕變模型，分別命名為Kburger和Sburger。導出它們一維及三維狀態(tài)下本構關系式并與經典Burger模型三維本構關系進行對比，尋找三類模型

3、之間的異同點；然后以內置Burger模型程序文件為藍本，采用C++語言進行更改實現兩類分數階導數模型的定義。在Visual studio2005以上版本編程平臺生成動態(tài)鏈接庫（.dll），進而同FLAC3D進行接口、調用，完成二次開發(fā)工作并進行驗證，結合對湛江黏土在50Kpa恒定圍壓不同等級偏應力狀態(tài)下蠕變試驗數據擬合出各模型相關計算參數。通過建立模擬三軸蠕變數值算例對比各模型在不同偏應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)生變形其強度參數隨時間會產生變化且土體具有塑性變形特性，引入變強度參數塑性元件，將該元件與經典Burger模型串聯形成變強度參數模型，分析強度參數按不同函數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模型進行串聯得到新的分數階變強度參數模型，結合西南某縣在建水工大壩工程，分別選用Cvisc模型、變強度參數模型和分數階變強度參數模