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干湿冻融循环条件下重塑性黄土的强度劣化规律及非线性模型研究
1
作者 丁旭升 张凌凯 樊培培 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期324-336,共13页
新疆某地的输水明渠工程途经大面积湿陷性黄土区域,在间歇供水的运行工况及季节性温差变化的共同作用下,经常发生渠坡滑动破坏现象。为深入研究渠坡变形破坏机制,通过开展干湿冻融循环条件下黄土的三轴试验和扫描电镜试验,研究其变形规... 新疆某地的输水明渠工程途经大面积湿陷性黄土区域,在间歇供水的运行工况及季节性温差变化的共同作用下,经常发生渠坡滑动破坏现象。为深入研究渠坡变形破坏机制,通过开展干湿冻融循环条件下黄土的三轴试验和扫描电镜试验,研究其变形规律及微观机制,最后基于黄土的变形规律对邓肯-张模型进行改进。三轴试验结果表明:随着干湿冻融循环次数的增加,黄土的应力-应变曲线下降,体变曲线上升,且变化幅度越来越小,当循环次数大于5次后,应力-应变曲线和体变曲线基本不变,黏聚力和内摩擦角均呈现出指数函数衰减的变化趋势,其中黏聚力受干湿冻融循环作用的影响较大。电镜扫描试验结果表明:通过扫描电镜进行微观分析,在干湿冻融循环作用下,大的颗粒和团聚体被分裂,颗粒间的胶结物质减少,面接触增加,大孔隙面积占比减少,小孔隙和中孔隙面积占比、三维孔隙率和孔隙圆形程度增加,分形维数下降;三维孔隙率和分形维数与黏聚力呈显著相关,大孔隙面积占比与内摩擦角呈显著相关。由于邓肯-张模型不能合理反映土体的软化现象,采用二次函数对邓肯-张模型进行修改,并通过修改公式对泊松比进行拟合,以此提出改进邓肯-张模型,改进后的模型对不同循环次数下黄土三轴试验结果拟合效果较好。随着循环次数的增加,应力-应变模型参数k和q呈指数函数下降的趋势,应力-应变模型参数o呈指数函数上升的趋势,体变模型参数j、l呈指数函数上升的趋势,体变模型参数t呈指数函数下降的趋势。 展开更多
关键词 干湿冻融循环 重塑性黄土 三轴试验 扫描电镜 改进邓肯-张模型
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循环荷载下花岗岩动力响应及本构模型
2
作者 丁小彬 赵君行 董耀俊 《郑州大学学报（工学版）》 北大核心 2024年第1期90-97,共8页
利用真三轴试验机,对尺寸为100 mm×100 mm×100 mm的花岗岩试样进行了循环荷载下的试验研究,探究非破坏状态下不同围压、动载频率、动应力幅以及循环周次下花岗岩动弹性模量以及动阻尼比的变化规律,并将所得数据进行对比分析... 利用真三轴试验机,对尺寸为100 mm×100 mm×100 mm的花岗岩试样进行了循环荷载下的试验研究,探究非破坏状态下不同围压、动载频率、动应力幅以及循环周次下花岗岩动弹性模量以及动阻尼比的变化规律,并将所得数据进行对比分析。试验结果表明:花岗岩动弹性模量随围压线性增长,动阻尼比随围压线性递减,动弹性模量增幅逐渐变大;花岗岩动弹性模量随动载频率指数增长,动阻尼比随动载频率幂函数增长,在20 Hz的动载频率下岩石内部活动较为剧烈,动载频率对岩石的影响程度较大;动弹性模量随动应力幅二次函数增长,动阻尼比随动应力幅幂函数减小,动阻尼比变化受到岩性影响;改进邓肯-张模型很好地反映了花岗岩在不同作用下岩石动态本构关系。该试验得到的模型可为后续动力特性的反演提供参考。 展开更多
关键词 三轴试验 动弹性模量 动阻尼比 改进邓肯-张模型
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冻结饱和砂土真三轴试验及本构模型研究 被引量：2
3
作者 姚兆明 付祥宾 李南 《安徽理工大学学报（自然科学版）》 CAS 2022年第3期1-9,共9页
为研究冻结饱和砂土在不同温度、初始围压、中主应力系数影响下的强度和变形特性,借助冻土真三轴试验机对黑龙江某矿砂土在-5℃、-10℃、-15℃3个温度下进行等小主应力σ等中主应力系数b加载真三轴试验,试验结果表明:在同一围压和温度下... 为研究冻结饱和砂土在不同温度、初始围压、中主应力系数影响下的强度和变形特性,借助冻土真三轴试验机对黑龙江某矿砂土在-5℃、-10℃、-15℃3个温度下进行等小主应力σ等中主应力系数b加载真三轴试验,试验结果表明:在同一围压和温度下,冻结饱和砂土破坏强度随b值增大而增大,当b值达到0.75后,强度随b值增大而降低,近似呈二次函数关系;在同一围压和b值下,冻结饱和砂土破坏强度随温度降低线性增长。冻结饱和砂土在真三轴条件下体应变先剪缩后剪胀,且b值越大或围压越小,剪胀性越强。根据试验结果规律,通过对邓肯-张参数进行回归分析,建立了以温度和中主应力系数为影响因素的改进邓肯-张模型,并验证模型可靠性。研究结果可为富水砂层中冻结法施工提供一定参考。 展开更多
关键词 冻结砂土 中主应力系数 强度 变形 改进邓肯-张模型
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冻结砂土的应力-应变关系及非线性莫尔强度准则 被引量：65
4
作者 赖远明 程红彬 +2 位作者 高志华 张淑娟 常小晓 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第8期1612-1617,共6页
对于-6℃的冻结砂土进行一系列的试验,结果表明,当围压小于3.0MPa时,其应力–应变关系具有明显的应变软化现象;当围压大于3.0MPa时,其应力–应变关系则具有明显的应变硬化现象。针对广义的双曲线模型并不能很好地描述-6℃冻结砂土在围... 对于-6℃的冻结砂土进行一系列的试验,结果表明,当围压小于3.0MPa时,其应力–应变关系具有明显的应变软化现象;当围压大于3.0MPa时,其应力–应变关系则具有明显的应变硬化现象。针对广义的双曲线模型并不能很好地描述-6℃冻结砂土在围压大于3.0MPa时的应力–应变关系,邓肯–张模型也不能理想地反映围压小于3.0MPa时-6℃冻结砂土的应变软化特性,提出既能描述应变软化现象又能描述应变硬化现象的改进的邓肯–张模型。研究表明,其结果和试验结果吻合良好。由于压融现象的存在,当围压大于一定值后,冻结砂土的剪切强度随围压的增大而减小。如果用莫尔–库仑准则来描述冻结砂土的剪切强度,会产生较大的误差。为解决这一问题,提出非线性莫尔强度准则。研究结果表明,其精度较高,比莫尔–库仑强度准则能更好地描述冻结砂土的剪切强度。 展开更多
关键词 土力学 冻结砂土 应力-应变关系 改进的邓肯-张模型 非线性莫尔强度准则
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