结构性黄土的本构模型

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1、分类号:P64210710-2015126089硕士学位论文结构性黄土的本构模型邓乐娟导师姓名职称李同录教授申请学位级别硕士学科专业名称地质工程论文提交日期2018年4月23日论文答辩日期2018年5月27日学位授予单位长安大学ConstitutivemodelOfstructureLoessAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：DengLeJuanSupervisor：Prof.LiTongLuChang’anUniversity,Xi’an

2、,China摘要黄土是一种典型的结构性土，在我国分布广泛，大量的工程活动在黄土地区上进行。而由于黄土特殊的性质、黄土地区水文气候等地质环境条件，以及人类工程活动的影响，黄土地区的灾害极为发育。因此正确认识结构性黄土的力学性质，找到一个能准确描述结构性黄土力学行为的本构模型，对结构性黄土的力学行为进行准确的描述与预测显得尤为重要。本文以具有结构性的天然黄土为研究对象，通过基本的土工试验得到结构性黄土的基本物理力学参数，在上下负荷面模型的概念基础上，针对结构性黄土，对结构性状态变量演化式进行了修改，推

3、导出了一个能准确描述黄土结构性的本构方程，采用Fortran语言进行编程，通过与一维固结实验和三轴固结排水剪切试验数据的对比，对模型进行验证。开展的工作主要包括以下几个方面：（1）通过土工试验确定L5黄土的基本性质，对L5原状和重塑试样分别进行静止侧压力实验、一维和等向固结实验，以及三轴固结排水实验。对比研究原状黄土的结构性。（2）在上下负荷面模型的基础上，针对结构性黄土，从e-lnp曲线出发分析了黄土的*超固结与结构性，利用孔隙比之差的概念，改进结构性状态变化参数R的演化式，使模型能更好的描述天

4、然黄土（结构性黄土）在屈服前后不同的应力应变关系，使参数概念更清晰，推导出了一个结构性黄土的本构方程。（3）通过实验和简单的试算确定L5模型的参数。（4）采用Fortran语言进行编程，通过基本土工试验确定模型参数，与一维固结实验和三轴固结排水剪切试验数据进行对比。通过对比可得，本文模型能较好的描述结构性黄土的应力应变关系。关键词：黄土，结构性，本构模型，数值模拟iAbstractLoessisakindoftypicalstructuralsoil,whichiswidelydistribute

5、dinChina.Andalargenumberofengineeringactivitiesarecarriedoutinloessarea.Ontheotherhand,duetothespecialnatureofloess,thegeologicalenvironmentconditionssuchashydrologyandclimateinloessareaandtheinfluenceofhumanengineeringactivities,thedisasterinloessare

6、aisextremelydeveloped.Soitisparticularlyimportantthathowtocorrectunderstandthestructuralmechanicspropertiesofloess,andhowtofindaconstitutivemodelwhichcanaccuratelydescribethemechanicalbehaviorofstructuralloess.Throughthis,wecanaccuratelydescribeandpre

7、dictthemechanicalbehaviorofstructuralloess.Inthispaper,weusenaturalstructuralloessastheresearchobject,throughbasictesttogetthebasicphysicalandmechanicalparametersofstructuralloess,OnthebasisoftheconceptofsuperloadingCam-Claymodel,inviewofstructuralloe

8、ss,Weimprovedtheevolutionofstructuralstatechangeparametersandamodifiedconstitutivemodelisproposed.Fortranprogrammingwasadoptedtoverifythemodelbycomparingwiththeone-dimensionalconsolidationtestandthethree-axisconsolidateddrainagesheartestdata.T