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1、上海交通大学硕士学位论文上海地区淤泥质粘土的粘弹性损伤模型及其应用姓名：汪新山申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：葛修润2003.2.1上海地区淤泥质粘土的粘弹性损伤模型及其应用摘要本文对上海地区的淤泥质粘土的蠕变试验进行了比较系统的研究对蠕变试验的加载方式和蠕变试验的时间效应等问题均作了比较全面的论述根据蠕变试验的要求将普通三轴剪力仪和固结仪改制成普通三轴蠕变试验仪并且进行一系列不同围压条件下的上海地区淤泥质粘土三轴蠕变试验从蠕变试验曲线可以看出,上海地区的淤泥质粘土蠕变特性明显,其蠕变分为
2、三个阶段,即衰减蠕变等速蠕变加速蠕变其中加速蠕变的时间很短,蠕变的临界值与围压密切相关,孔压的变化与应力水平围压大小荷载持续时间相关将上海地区淤泥质粘土的蠕变试验曲线进行处理,可以得到应力-应变等时曲线,根据应力-应变等时曲线可以看出,上海地区的淤泥质粘土具有十分明显的非线性,非线性程度随应力水平的增加而增加,随着时间的增长而增长土体具有明显的结构性,土体的受力变形过程,伴随着土体的损伤,因此可以将损伤理论应用到土体的力学分析本文将损伤理论结合到传统的粘弹性理论模型广义的凯尔文模型中,用传统的粘弹性
3、模型拟合淤泥质粘土的线性流变部分,损伤模型拟合淤泥质粘土的非线性流变部分,根据试验和经验,提出损伤变量的演化方程,利用试验结果,对应力-应变等时曲线作不同的变换,可以确定本文提出的粘弹性损伤本构模型参数的参考值本文从理论上提出了固结理论和流变理论的统一性,并结合试验资料,提出固结变形可以看作流变变形的一部分,在不同情况下,固结-1-变形所占的比重不同,在应力水平较低的情况下,固结变形在总的变形量中所占的比重较大,在应力水平较高时,固结变形在总的变形量中所占的比重较小,此时土体的剪切流变变形占主要部分
4、本文提出了流变模型在地基沉降计算中的应用方法,结合工程实际对本文提出的粘弹性损伤模型进行修正并利用修正的上海淤泥质粘土的粘弹性损伤本构模型,对某住宅楼进行了沉降计算,将计算结果与实测资料及根据上海地基基础设计规范的方法计算的最终沉降量进行比较,可知,本文提出的修正的上海淤泥质粘土的粘弹性损伤本构模型的计算结果基本上与实测结果吻合,规范规定的最终沉降量的计算结果与实测资料有较大的差异关键词蠕变淤泥质粘土损伤本构模型沉降计算-2-ViscoelasticDamageModelofShanghaiMudd
5、yClayandItsApplicationAbstractMoresystemicstudiesoncreeptestofShanghaimuddyclayarecarriedout,theloadingmodesandtimeeffectsofcreeptestarediscussedmorecomprehensively.Basedonthedemandsofcreeptest,thecommontriaxialcreeptesteraredevelopedfromroutinetriaxia
6、lshearingapparatusandconsolidationapparatus,andasetoftriaxialcreeptestsofShanghaimuddyclaysubjecttodifferentconfiningpressuresarecarriedoutbythetriaxialcreeptester.Fromthecurveofcreeptests,itisshownthatShanghaimuddyclayhaveadistinctcharacteristicsofcre
7、ep,dividedintothreephases,i.e.attenuationcreep,constantratecreepandaccelerationcreep,inwhichaccelerationcreepcostsafewtime.Thecriticalvalueofcreepiscloselyrelatedwithconfiningpressure,andtheporepressureisrelatedwiththestresslevel,confiningpressureandlo
8、adingduration.ThetautochroneofstressandstrainareobtainedbytheanalysisoncreeptestcurvesofShanghaimuddyclay.ItisshownthatShanghaimuddyclaycreepisverydistinctlynonlinear,whichnonlineardegreeincreaseswiththeincreasesinstresslevelandlengthof
