浅谈结构性黄土破损变形发展演化特性的研究

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1、分类号UDC密级学号05110094活瞬衬声去军博士学位论文结构性黄土破损变形发展演化特性的研究李宏儒学科名称:岩土工程学科门类:工学指导教师:胡再强教授郭增玉教授申请日期:209年3月独一创一性_一声_一明文是我和致谢蒸蒸蒸戴鬓{秘{究的工本论文及其旅咖若有木卖之处公一赫人承担一切相关责任论文作者签名;率葬砂年压一月_一『日学位论文使用授权声明在导师的指导下创作完成毕业论文，本人已通过论文的答辩，_一本人并己经在学申请博士/硕士学位本人作为学位论文著作权拥有者，同意篡雳氰翼摹裘纂犷默翼鑫爆篡默羹夏篡翼翼晕上交的学位论文，2)一为教学和科研目一的，篡溉篡器篡黑黔

2、黑蕊书馆、资料室等场所或在校园网上供技内师生阅读、浏览。本人学位论文全部或部分内容的公布一(包括刊登)_授权西安理工大学研究生部办(保密的学位论文在解密肩朴清用本授权说明)论文作者签名分导师签名、哟卜_凡涌ofstrueturalloessADissertationSubmitedtoXi’anUniversityofTeehnologyinPartialFulfillmentoftheRequiremenisfortheDegreeofDoetorofEngineeringbyLiHongruMajorSubject:GeoteehnicalEngineeri

3、ng品SuperviS。吐丛咧(Prof.Dr.HuZaiqiang，GuoZengyu)Xi’anUniversityofTechnology兀’an，ChinaFeb.，2009互摘要论文题目:结构性黄土破损变形发展演化特性的研究专业:岩土工程作者:签名:指导教师:胡再强教授签名:有’协肠郭增玉教授签名:摘要在系统分析关于结构性、应变局部化、结构性土力学特性的基础上，选择了当前描述结构性土特性最具活力的破损力学理论作为本文研究的基本框架。针对杨凌地区黄土，通过室内试验、理论研究和数值模拟相结合的方法，对结构性岩土材料的破损机理、力学特性、二元介质模型破损率的

4、演化方程、影响因素和局部化剪切带的启动发展进行了较为系统的研究，同时利用吸力的饱和度等效思想和二元介质模型，对黄土路基进行了增湿变形分析。本文主要取得了如下一些有益的成果:l)在系统阐述破损力学的理论基础之上，分析了二元介质模型荷载的分担规律、破损率演化方程及其确定办法，从原状黄土和重塑黄土的应力一应变关系出发，提出了一种针对单参数和双参数破损率确定的新办法，根据室内试验，求得其演化方程，并研究了围压和含水量对其的影响。2)基于二元介质模型概念，给出了一种模拟结构性岩土类材料破损过程的细观模拟方法，编制了既可用于轴对称、平面应变;也可以用于非饱和土、饱和土的有限

5、元计算程序，模拟出不同侧向应力状态下结构性黄土在荷载作用下胶结元破损并逐步向摩擦元转化的过程，再现了土体破坏发展过程的规律。3)利用结构性土的二元介质本构模型、单参数和双参数破损率演化方程，对均匀三轴试样、内部不同位置设置薄弱单元、边界不同位置设置缺陷单元和饱和土样等不同计算方案下的局部化变形破坏规律进行了较为全面的数值试验模拟，并研究了单元尺寸大小对局部化剪切带的影响，得到了剪切带在初始发展阶段是分段不连通的破坏带，随着荷载的增加，逐渐连接贯通，形成连续的破坏带，证明了以往只有在实验室才可观察到的间断性现象。说明了二元介质模型用于局部化剪切带的分析有其优越性。

6、4)利用二元介质模型和吸力饱和度等效的思想，结合非饱和土固结方程，建立了分析非饱和土增湿变形过程的方法，推导了有限元求解公式，编写了计算程序。针对陕西关中地区高速公路路侧由于雨水入渗造成路基下沉变形的情况，进行了有限元数值模拟，再现了降雨入渗造成高速公路路基变形的过程，为黄土的加载和增湿变形特性研究提供了一种新的途径和方法。西安理工大学博士学位论文关键词:结构性黄土二元介质模型破损率局部化剪切带等效吸力数值模拟本论文受到国家自然科学基金(项目编号:50778152)的资助摘要Title:StudyofdamagedistortionevolvementsPeCi

7、alityOfStructural10655SPeeiality:GeoteehnicalEngineeringCandidate:Signature:SuPervisor:Prof.HuZaiqiangSignature:_Prof.GuoZengyuSignature:_AbstTaCtBasedonthesystemiealanalysisofstructralProPerties，strainloealization，meeh耐ealehareteristies，ehoosedtheoryofbreakagemeehanismmeeh耐esthatean

8、sufieienilyd