一、饱和砂土的瞬态极限平衡与变形强度特性的研究(论文文献综述)
王兰民[1](2021)在《中国岩土地震工程与土动力学研究进展与实践》文中指出引言岩土地震工程与土动力学是地震灾害预防和建设工程抗震设防的重要支撑学科领域。其中,岩土地震工程学是研究与岩土工程有关的地震工程问题的学科,也是岩土工程与地震工程、土动力学交叉而形成的一个新兴学科,主要研究内容包括在地震作用下土体的变形与强度特性,场地、地基和土工结构物的变形与稳定性问题。而土动力学是研究动力荷载作用下土的动力特性、场地动力响应和场地液化、震陷、滑坡等问题的学科。
邵帅[2](2021)在《原状黄土复杂应力条件的震陷机理与动力响应特性》文中提出黄土高原地处南北地震带,地震曾造成大量滑坡、震陷等地质灾害。黄土的动力响应特性、震陷机理与破坏特征研究是当前岩土工程的难点与焦点。本文综合利用复杂应力条件下原状黄土动扭剪试验和离心机振动台原状黄土模型试验等方法,分析了原状黄土的动力响应加速度、剪切变形、震陷变形、土体内裂隙发育、动力剪切破坏以及离心振动模型浅层黄土破坏变形规律、震陷变形特性和潜在裂缝滑移破坏模式。研究成果取得如下认识:(1)通过复杂应力条件下均压固结和偏压固结原状黄土动扭剪试验,测试分析了不同中主应力比情况下动模量、阻尼比的变化规律及动强度曲线。建立了最大动剪切模量、构度和固结围压三者的关系表达式。揭示了复杂应力条件下扭转剪切作用下黄土试样产生了两组相交剪切破坏面,且破坏状态与原黄土裂隙裂缝密切相关,破坏面之间的土单元保持了原状结构。(2)建立了黄土震陷与动应力、振次、固结围压、构度的关系,分析了三向主应力固结下黄土三维应变特征,得到了复杂应力条件下原状黄土动力特性变化规律。不同中主应力比条件下黄土的动剪切模量、阻尼比对动剪应变的变化规律相似,且在破坏标准条件下趋于一致。揭示了动剪切模量随动剪应变的衰减变化关系和动弹性剪切屈服强度与固结平均球应力之间的关系(3)系统研究复杂应力条件下原状黄土动扭剪特性,揭示不同中主应力比条件下黄土的动剪切屈服与破坏强度变化规律,分析了不同中主应力比固结条件下黄土的动剪切破坏强度与固结平均球应力关系。动力剪切作用下黄土剪切变形屈服状态和破坏状态在应力空间存在屈服面和破坏面且动力剪切破坏面位于静力剪切破坏面内。(4)原状黄土边坡模型试验揭示了黄土震陷和剪切的变形发展。相同激震作用下,不同含水率与坡比对黄土边坡不同土层的动力变形与动力放大系数影响不同。不断发育的张拉裂隙与裂缝形成了渗水通道和潜在滑移面。表明历史上强震作用下,裂缝发展为天然黄土边坡滑坡产生提供了滑动面条件。(5)揭示了原状黄土地基的地震动响应规律以及震陷特性。相同激震作用下,地基含水率越低,放大效应越明显;不同激震作用下地基模型均产生震陷变形累积发展。地震烈度、地层厚度、含水率是导致黄土地基产生震陷变形的主要原因。地震作用下剪切变形和震陷沉降相互作用引起土体裂缝动力响应发育,地基浅层剪切破坏严重,从内到外土结构破坏塌陷,内部贯通式裂缝扩展发育。
Editorial Department of China Journal of Highway and Transport;[3](2021)在《中国路基工程学术研究综述·2021》文中提出作为路面的基础,稳定、坚实、耐久的路基是确保路面质量的关键,而中国一直存在着"重路面、轻路基"的现象,使得路基病害导致的路面问题屡禁不止。近年来,已有越来越多的学者注意到了路面病害与路基质量的关联性,从而促进了路基工程相关的新理论、新方法、新技术等不断涌现。该综述以近几年路基工程相关的国家科技奖的技术创新内容、科技部及国家自然科学基金项目、优秀中文权威期刊的论文、Web of Science中的高水平论文的关键词为依据,系统分析了国内外路基工程五大领域的研究现状及未来的发展方向。具体涵盖了:地基处理新技术、路堤填料工程特性、多场耦合作用下路堤结构性能演变规律、路堑边坡的稳定性、路基支挡与防护等。可为路基工程领域的研究人员与技术人员提供参考和借鉴。
邓波[4](2020)在《非饱和土边坡与支挡结构相互作用机理及稳定性分析方法》文中指出作为极为常见的边坡支挡结构,挡土墙和抗滑桩在设计计算方面已有大量研究成果。但目前的支挡结构设计方法,主要包括支挡结构的侧向土压力计算和加固边坡的稳定性分析,仅针对坡体处于饱和或干燥状态,忽略了坡体从非饱和到局部饱和,或饱和到非饱和的渐变过程。事实上,在边坡内由于非饱和区基质吸力的存在,一方面使得土体与支挡结构的切向接触特性和法向土压力分布变得更为复杂;另一方面,非饱和土边坡的水力特性不同于完全饱和或干燥土边坡,由于干湿循环作用会使非饱和区大小发生变动,因此也会影响边坡与支挡结构系统的稳定性和防治效果。在实际工程中,由于基质吸力的减少引起支挡结构破坏和边坡失稳的案例常有发生。这些经验教训表明,在支挡结构设计、施工和工后监测的不同阶段,采用非饱和土力学概念和方法,并明确考虑地下水位以上的基质吸力效应极为重要。因此,在前人已有研究的基础上,本文以室内试验、理论计算以及数值模拟为手段,分别从非饱和土边坡与支挡结构的相互作用机理和稳定性分析方法两个方面展开深入探讨,主要研究工作如下:1.非饱和土边坡与支挡结构相互作用机理(1)非饱和土与结构物界面剪切试验及强度理论研究。开展非饱和土与结构物界面的大型剪切试验,研究了基质吸力和界面粗糙度对界面剪切行为的影响,并提出了基于广义有效应力的非饱和土-结构物界面的抗剪强度方法,通过对比已有文献数据,验证了该公式的合理性;此外,基于常规饱和界面直剪试验和SWCC曲线试验结果,提出了一种估算非饱和土与结构物界面抗剪强度的简易方法;(2)非饱和土与刚性挡墙相互作用试验研究。在平移模式下,开展一系列不同墙面粗糙度和填料含水量的刚性挡墙主动土压力室内模型试验,通过埋设的渗压计和土压力盒分别监测基质吸力和土压力,并采用DIC图像关联技术获取破裂面位置,分析了基质吸力和界面粗糙度对土压力和土体破裂面形状的影响;(3)刚性挡墙非饱和土土压力理论计算。基于改进的库伦土楔计算模型,并引入广义有效应力原理,采用极限平衡法求解了考虑界面剪切强度效应的非饱和土主动与被动土压力,通过对比试验和理论计算结果,验证了该计算方法的可靠性,并进行了详细的参数讨论;(4)抗滑桩桩侧非饱和土有效土压力理论计算。基于塑性变形理论,推导了考虑吸应力影响的抗滑桩桩身外力沿桩长分布表达式,通过对比Optum G2数值软件计算结果,验证了该公式的合理性,并详细探讨了抗滑桩布置于四种不同假定土中时,桩侧土压力沿桩长分布形态。2.非饱和土边坡与支挡结构稳定性分析方法(1)非饱和土的上限定理。以广义有效应力原理为基础,将吸应力当作外部应力变量,重新给出了非饱和条件下的功能平衡方程。(2)刚性挡墙-非饱和土边坡稳定性系数上限解。考虑界面剪切强度效应,将非饱和填土和挡墙视作一个整体系统,计算了系统的外力功率和内部能量耗散率,由能量法提出了墙土系统的稳定性系数计算方法,通过与Optum G2数值软件和理论计算结果的对比,验证了该方法的可靠性,并进行了详细的参数讨论。(3)抗滑桩-非饱和土边坡极限阻滑力上限解。将抗滑桩提供的阻滑力看成未知外力,采用强度折减法和非饱和土上限定理,求解了稳态渗流条件下满足非饱和土边坡达到给定稳定性系数的桩侧极限阻滑力,基于算例验证了该方法的可靠性,并进行了详细的参数讨论。(4)抗滑桩-非饱和土边坡极限承载力上限解。采用桩侧非饱和土有效土压力表达式计算抗滑桩提供的阻滑力,并结合强度折减法和上限分析法,求解了稳态渗流条件下抗滑桩加固非饱土边坡的极限承载力,基于算例验证了该方法的可靠性,并进行了详细的参数讨论。
王景琪[5](2020)在《吸力式筒形基础在循环荷载作用下砂土抗液化及承载性能研究》文中指出我国海上风力发电事业正处于蓬勃上升期,筒型基础以其结构简单、承载性好、施工方便等优点吸引各国学者的关注,将其推广应用于海上风电设施的基础结构中必定是日后发展的主流趋势。然而,筒型基础需工作于海床地基中,相比于陆上风机的基础结构,复杂多变的海洋环境对其承载能力及稳定性提出更高的要求。我国东部沿海地带地震多发,近海域土层中的饱和砂土极易出现液化现象。此外,海洋筒型基础除自重、工作荷载外,还要长期承担海流、海浪等环境荷载的循环作用,对筒基承载能力有着不可忽视的影响。因此本文以探寻地震作用和环境荷载对海洋筒型基础承载性能的影响为出发点,依托FLAC 3D建立摩尔库伦和考虑砂土液化的Finn三维弹塑性模型,基于Seed有效应力原理分析地震荷载作用下筒基抗液化性能,同时又采用Swipe加载法研究不同模式的环境荷载循环作用下筒基的承载性能。主要研究内容如下:(1)施加7级人工地震波,观察地震作用下饱和砂土地基中各观测点处孔隙水压力、砂土沉降、应力分布的规律,基于有效应力原理判别海床地基的液化情况,总结筒型基础在地震作用下对饱和砂土抗液化性能的影响机理。筒型基础的侧向环箍效应以及筒顶面均布荷载在海床土内产生的附加应力均能制约孔隙水压力的增长,提高砂土的抗液化性能,但筒壁的约束效应会造成孔压消散阶段激烈波动。(2)将环境荷载简化为竖向、水平、弯矩、扭矩四种单向循环力,位移控制法施加单向循环荷载,观察不同工况下海床地基破坏机理。记录筒基位移与承载力的关系,选取曲线发展拐点处位移量对应的加载值作为筒基不同方向上的极限承载力,筒基顶面发生7%D(D为筒基直径)竖向位移、5%D水平位移、0.05rad转角位移时所对应荷载值即为筒基单向竖直、水平、抗弯极限承载力。筒基在较小强度的扭剪循环力作用下发生较大转动位移,抗扭剪能力较低,若需承担较大的扭剪作用,需增加附属结构。砂土地基在低强度竖向循环力影响下不断地振实紧密,自身承载性能加强。(3)筒型基础在竖向与水平、竖向与弯矩两种复合循环荷载加载下的破坏机理相似,当施加的竖向循环力强度较低时,筒形基础抗失稳倾覆能力有一定程度的提高,破坏包络面呈先上升再下降的趋势。筒型基础在同向的水平-弯矩复合循环加载条件下,其失稳破坏的程度会加深。但水平-弯矩反向加载可以相互制约,进而提高筒基抗弯矩倾覆的能力。将竖向、水平、弯矩三种循环荷载以不同强度组合施加到筒基上,当竖向循环力强度较低时,三维破坏包络面在水平、弯矩两种循环荷载方向上都有明显的外扩趋势,证明低强度竖向循环力的施加可以适当提高筒基的抗倾覆、失稳破坏的能力。
刘志鹏[6](2020)在《考虑接触面的可液化土-桩-结构地震响应数值模拟研究》文中进行了进一步梳理震害调查表明,地基液化是导致震害的重要原因之一,桩基础可以有效抵抗液化带来的沉降问题,但由于处于可液化土中的基桩在地震时承受水平荷载,仍使一些桩基础破坏导致震害发生。在临海、临河城市结构物日趋密集化的情况下,给出一种针对液化地基和结构物地震响应的分析方法势在必行。本文以饱和可液化地基、桩基础和地上结构为研究对象,采用水-土完全耦合动力有限元时程分析方法进行研究。第一步,对离心机振动台试验进行原型数值模拟,深入研究交变作用下饱和可液化地基土、单桩基础和群桩基础所表现出的动力响应特性。同时,通过与离心机振动台试验结果对比,验证了所采用水-土完全耦合动力有限元时程分析方法的有效性,并对土-桩接触单元等关键影响因素展开参数分析。第二步,基于前述被验证的动力有限元时程分析方法和参数分析结果,对饱和可液化地基中四个工程场景采用数值模拟方法展开研究。四个工程场景的主要研究内容包括:(1)采用等位移边界的饱和天然地基的场地宽深比选取和地震响应;(2)可液化土-浅基础地上结构的地震响应和震后影响;(3)可液化土-桩-地上结构地震响应及震后影响;(4)盾构隧道临近可液化土-桩-地上结构的地震响应及震后影响。由于可液化地基的初始有效应力对液化的判断起着举足轻重的影响,文中给出了对这四种工程场景的地基初始有效应力的考虑方法,包括桩侧临近盾构隧道的开挖对地基初始有效应力的影响。通过上述两部分的数值模拟分析,本文详细研究了考虑土-桩接触单元的可液化地基和桩基础的地震响应特性,揭示了液化地基的加速度、超静孔压和沉降变形等规律,指出桩身体积效应和土-桩接触单元是准确模拟土-桩动力相互作用的关键因素。同时,在研究中逐渐形成一种水-土完全耦合动力有限元时程分析方法,成功应用于可液化土-桩-地上结构的地震响应分析,并包括震后地基固结变形及其对桩基础、地上结构和隧道等的影响。
李清林[7](2020)在《寒区油页岩废渣—粉煤灰土路基的水—水汽—热—力(HVTM)耦合数值模拟研究》文中认为寒区油页岩废渣-粉煤灰土路基的水-水汽-热-力(HVTM)耦合数值模拟研究在我国,大约70%的地表被寒区多年冻土层和季节性冻土覆盖。在多年冻土和季节性冻土地区,路基必须经历冻融循环,导致路基病害严重,缩短路基和路面结构的使用寿命。路基多为非饱和土,在非盐渍土地区,其病害是由水分场、温度场、应力场共同作用的结果,其中水分场显现为液态水、固态水及汽态水的分布及变化,温度场显现为温度分布及变化,而应力场显现为应力和应变的分布及变化。目前,缺乏既考虑冻融,又考虑汽态水迁移的非饱和土水-水汽-热-应力耦合方程的数值计算理论与实施案例,无法为刻画寒区路基中存在的水、冰、水汽、温度、应力及应变分布提供数值计算基础,导致在分析寒区路基冻融破坏机制时缺乏冻融环境下的水、冰、水汽、温度、应力及应变相互影响的理论及定量分析手段。随着油页岩开发和国家能源需求量的增加,油页岩废渣及粉煤灰堆积产生了严重的环境污染,且有大量的油页岩废渣及粉煤灰需要处理。为了减少冻融对冻土路基和季节性冻土的不利影响,已有研究采用了降低地下水位、使用防冻路基材料、设置冷阻、隔热或保温层等方法,都取得了一定的有益效果。目前,鲜见将油页岩废渣及粉煤灰联合用作路基隔热材料的相关报道,仅有的研究仅限于它们各自或联合的静动力特征及渗透性等功能的评价,缺乏将它们视为路基隔热材料的研究。本文依托国家自然科学基金项目“季节冻土区道路设置冷阻层治理路基冻害机理研究(51578263)”和国家重点研发计划项目“道路基础设施智能感知理论与方法(2018YFB1600200)”,进行两项工作:第一,理论分析了寒区路基冻融破坏机制,构建了寒区路基水-水汽-热-力(HVTM)耦合数学模型,并设计了试验验证,且提供了寒区路基HVTM耦合模型在寒区路基的应用案例,研究成果对于预测寒区路基中的液态水、汽态水、冰、温度、应力、应变的分布变化,定量分析寒区路基冻融破坏机制都具有重要意义。第二,基于课题组前期对油页岩废渣及粉煤灰改良粉质黏土的力学研究基础,选用吉林省汪清县油页岩废渣及长春第二发电厂粉煤灰,改良吉林省内分布广泛的粉质黏土,通过试验和HVTM耦合数值模拟探究了油页岩废渣-粉煤灰土(改良土)作为寒区路基隔热材料的有益效果,研究成果对于寒区路基全寿命周期服役性能的提高及固体废物的再利用具有重要意义。基于以上研究目的,本文的研究内容如下:(1)在理论分析寒区路基冻融破坏的多场耦合机制的基础上,基于物质连续性方程、能量守恒方程、平衡微分方程、本构方程、边界条件,构建能够刻画寒区路基中存在的液态水迁移、汽态水迁移、冰含量分布、热量分布、应力和应变状态的寒区路基HVTM耦合数学模型。(2)实施不同密度、含水率、冻融循环次数下的改良土及粉质黏土的导热系数和比热容测试,分析传热参数,并建立新式导热系数及比热容随温度或冻融次数变化的导热系数和比热容计算方程,提高HVTM模型传热参数精确度,且基于改良土的微、细观试验研究,分析冻融环境下改良土的导热系数变化的主控因素。(3)使用课题组设计的土柱水-热-力耦合试验系统,实施冻结过程中非饱和粉质黏土及改良土的水-热-力耦合的土柱试验,以液态水含量、温度及应力三个指标分析改良土的保温能力;使用室外场地挖坑填土方法,进行冻融条件下的非饱和粉质黏土的水-热-力耦合试验,使用课题组设计的水汽迁移试验盒和低温恒温槽,实施非饱和粉质黏土的水汽迁移试验,综合上述非饱和粉质黏土的水-热-力耦合试验与水汽迁移试验,为寒区路基HVTM耦合数学模型的验证提供数据支持。(4)基于寒区路基HVTM耦合数学模型和COMSOL Multiphysics的数学模块,进行COMSOL Multiphysics的二次开发,实现寒区路基HVTM耦合数学模型的数值计算,结合非饱和土水-热-力耦合试验及水汽迁移试验数据,执行寒区路基HVTM耦合数学模型的验证,验证模型计算结果的可靠性。(5)基于高速路的试验路段结构,将改良土作为试验路保温层,利用环境评价方法,评价其对试验路环境背景的影响,并将本文的HVTM耦合数学模型应用于该试验剖面(加入改良土作为保温层)和对比剖面(未加改良土作为保温层),提供寒区路基HVTM耦合数学模型在实际路段应用的案例,总结试验剖面和对比剖面的模拟结果,以水、水汽、冰、热、应力、位移分布变化为指标,分析改良土的有益效果。
伊思航[8](2020)在《基于颗粒熵增耗散原理的饱和砂土动力响应研究》文中研究指明为了应对日益壮大的人口规模,无论是开辟地下空间或是建设超高层建筑,都免不了研究液化土体的受力性能。由于强震触发的液化会导致土体力学特性产生大幅变化,表现为模量降低、流动特性增强等特征,因此必须针对液化进行研究。然而现有的主流研究大多针对宏观尺度下的冒水喷浆、液化流滑等具体现象,通过对宏观现象的描述,结合应力或应变的角度揭示液化特征、液化机理及探求液化判别。本文旨在从常规角度分析液化宏观特性的基础上,基于热力学理论框架,从耗散能变化的角度分析液化过程,并引入PFC颗粒流软件分析液化过程的颗粒细观接触特征,提出了基于统计力学思想的颗粒熵理论框架,分析了饱和砂土液化过程中颗粒熵及耗散能变化特征,主要的研究手法与研究内容如下:(1)由热力学基本定律出发,将砂土视为解耦材料,结合等温条件下Helmholtz自由能的微分表达式,以迁移曲线划分液化过程中锁定自由能与耗散能的相互关系。通过饱和砂土自由场振动台试验,研究了饱和砂土液化的特征及耗散能发展特性,重点分析了能量耗散特性与孔压比发展规律,并考查了主震、余震阶段,不同振动幅值以及不同埋深位置(0.45m与0.65m)对试验结果的影响。结果认为循环荷载作用下饱和砂土累积耗散能随着孔压比的增长而增长,且对于余震阶段而言,孔压比稳定时,耗散能增量同样保持稳定;(2)利用动三轴试验进一步深入研究了不排水条件的累积耗散能发展规律,通过控制围压条件与循环应力比研究了耗散能与宏观液化特性之间的关系。结果发现,相比于围压条件循环应力比对液化时的累积耗散能影响较小,仅对累积耗散能的发展过程产生影响。围压一定时,不同循环应力比得到液化时的最终累积耗散能基本趋于一致,提出了累积耗能比的概念归一化了围压的影响,建立了累积耗能比与孔压比的发展关系模型;(3)利用PFC软件,建立三维条件下饱和砂土循环液化三轴试验加载程序,研究了孔压比、应力、应变等宏观液化特征及耗散能发展特性。重点从热力学角度研究了饱和砂土的累积耗散能变化规律与孔压比的相互关系,结果认为累积耗散能的增长规律与孔压比保持一致,并且在PFC颗粒流软件中应变幅值与围压条件皆对累积耗散能的发展规律有影响,其中围压条件占支配作用;(4)基于统计力学理论和PFC软件,以饱和砂土液化过程中颗粒力链变化为依托,定义了颗粒熵的具体数学表达形式。从细观角度研究了液化过程中力链、颗粒熵的变化规律,并以颗粒熵修正了直线型迁移曲线累积耗散能计算方法,对比了以直线型迁移曲线所得的累积耗散能和修正后的累积耗散能,分析认为颗粒熵理论考虑了液化过程中的固液相变过程中的颗粒接触程度的变化,能够客观反映真实情况下的累积耗散能发展规律。
席方超[9](2020)在《珊瑚砂体积变形特性与孔压增长模型研究》文中提出珊瑚砂是一种具有多孔隙、多棱角、易破碎等性质的特殊土,是一种从粉土到砾砂甚至更大颗粒均有分布的宽级配土,全球分布与岛礁吹填工程应用广泛。历史上发生了多次严重的珊瑚砂地震液化现象,如:1993年美国关岛8.1级地震珊瑚砂液化导致Apra港口几百米的地表破裂、侧向滑移;2006年夏威夷6.7级地震Kawaihae港口的人工吹填和天然沉积的珊瑚砂均遭受大范围的液化和地基破坏;2010年海地7.0级地震造成了Port-au-Prince港口人工吹填珊瑚砂地基灾难性的破坏。然而,学术界一般认为,与石英砂相比珊瑚砂具有更高的抗液化强度,珊瑚砂的液化可能性仍存在较大争议。目前已有不少学者开展了珊瑚砂液化特性的相关研究,但均局限于粉砂、细砂等。实际上,由于距离吹填管口的远近不同,吹填场地颗粒级配差异很大,吹填管口区域以砾砂、砾石为主,而远离吹填管口主要沉积粉砂、细砂。目前相关研究主要以粉砂、细砂等为研究对象,其研究成果与实际情形可能存在较大差异。本文以南海某岛礁的珊瑚砂为研究对象,探究了珊瑚砂的基本物理性质,研究了不同颗粒级配下的珊瑚砂液化特性、体积变形特性以及孔压增长趋势,主要工作和成果如下:(1)开展珊瑚砂基本物理性质试验,发现珊瑚砂颗粒形状极不规则,且存在较多孔隙,采用元素分析获得珊瑚砂的含钙量,最大干密度试验前后珊瑚砂破碎势约为2.16%;(2)开展不同颗粒级配的珊瑚砂共计36组动三轴试验,分析了级配、有效固结压力、循环应力比等对于动孔压、动强度、动应变等的影响,着重阐述了级配对珊瑚砂液化特性的影响;(3)开展珊瑚砂体积变形特性试验,通过GDS动三轴仪加荷、卸荷回弹试验,发现循环加荷过程中存在临界剪应变,卸荷点对可恢复体应变有一定的影响,获得了体积相容方程各分量;(4)根据体积变形特性试验结果,给出了Martin-Finn-Seed孔压应变模型各计算参数,对孔压的实测值与计算值进行对比,结果表明该模型能够较好的描述珊瑚砂的孔压增长。
刘琨[10](2020)在《降雨影响下黄土斜坡的地震失稳机制及其稳定性评价》文中研究说明我国南北地震带北段纵贯黄土高原中西部地区,该地区强震多发,雨季强降雨频发,黄土滑坡灾害尤为严重。加之黄土特殊的水敏性和动力易损性,使得黄土地区地震地质灾害形势更为严峻。针对地震或降雨单一因素诱发黄土滑坡的研究成果颇丰,但是关于降雨和地震耦合作用下黄土滑坡的研究较少,尤其降雨累积效应对滑坡地震触发效应的影响研究更少。2013年7月甘肃省定西市黄土覆盖区在持续降雨后发生岷县漳县6.6级地震,地震诱发大量的黄土滑坡、流滑,并造成严重伤亡和损失,引起了岩土地震工程界极大地关注,也使得降雨后地震滑坡失稳机理和预测方法研究极为迫切,本论文正是针对这一急需开展了降雨影响下黄土斜坡地震失稳的力学机制及其稳定性研究。论文以岷漳地震在挖木池斜坡诱发“一坡两滑”为切入点,在同一地震和降雨条件下两个滑坡表现出差异较大的滑动堆积特征,通过现场调查、勘查测试和室内试验,对比研究了这两个滑坡的地质环境特征、滑动形态和失稳机理。同时采用原位人工降雨入渗试验研究了降雨入渗对斜坡土体物理力学性质的影响规律,通过数值模拟试验分析了斜坡场地条件对地震地面运动特征的影响,借助大尺寸原状黄土液化振动台试验研究了黄土地震液化的机制和性态。最后综合上述研究结果,揭示了降雨对黄土斜坡地震失稳的控制机理,基于理论分析方法提出降雨和地震耦合作用下黄土斜坡稳定性分析方法。通过以上研究工作,取得的创新性成果简述如下:(1)通过岷县-漳县6.6级地震震后地震地质灾害应急调查、无人机摄影测绘、工程钻探、高密度电法测试、室内试验等,提出了震前降雨对挖木池黄土地震滑坡失稳具有控制性作用和“一坡两滑”的差异性失稳机制。发现挖木池东滑坡失稳机制为地震惯性力诱发失稳,而挖木池西滑坡失稳机制为黄土地震液化诱发失稳;基于“一坡两滑”失稳机制的差异性分析,提出降雨影响下黄土地震滑坡失稳分析的三个关键问题,即降雨入渗的累积效应改变斜坡土体物理力学性态、斜坡场地条件的差异性直接影响地震动力响应、降雨和地震耦合作用控制斜坡黄土液化机制。(2)通过开展人工降雨原位入渗现场试验,建立了降雨条件下天然黄土斜坡雨水入渗时空规律、水分运移模型及裂隙对入渗范围的影响机制。发现天然黄土斜坡降雨入渗深度有限,坡体不均匀入渗与土体物性状态密切相关,同时构建了累计降雨量与入渗深度及土体饱和度之间的定量影响关系;基于理论分析方法提出降雨入渗条件下无限斜坡模型水分运移模型,揭示了黄土斜坡饱和含水量深度特征的影响规律;通过室内土工试验提出原状黄土含水量与动静抗剪强度特征参量之间的影响关系式;以含水量为媒介,揭示了降雨入渗对黄土斜坡抗滑强度折减的影响机制。(3)基于历史震害资料和同震滑坡灾害数据统计分析,通过地震动响应计算,给出黄土斜坡地震动放大效应的估算方法及其斜坡不同部位的地震动特征。发现黄土斜坡是造成地震烈度异常的主要地貌类型,地震放大效应是诱发黄土斜坡失稳致灾的主要因素;针对黄土地区典型强震记录进行频谱分析,提出黄土覆盖层厚度和地形特征参数可作为判定斜坡地震放大系数的主要参量;通过对黄土均质斜坡、层状斜坡和阶地斜坡进行参数化地震动响应计算,归纳斜坡土体力学参数、地形几何条件、地层结构和地震动输入特性对斜坡体不同部位地震动特征参数的影响规律,提出黄土斜坡地震动放大效应的估算方法。(4)开展了大尺寸原状黄土地震液化振动台试验,揭示了原状黄土初始含水量对黄土地震液化性态的影响规律,提出黄土地震液化的含水量判定条件和孔压增长的影响规律。发现饱和度85%是黄土可发生类似于砂土完全液化现象的临界值;开展了倾斜基岩上饱和黄土液化振动台试验,发现倾斜地层上的黄土斜坡更容易发生地震液化,倾角越大液化程度越高,揭示了动力条件下倾斜基岩面对饱和黄土孔压增长模式的影响机理。(5)基于无限斜坡稳定性分析模型,提出了考虑降雨和地震耦合作用下黄土斜坡的稳定性分析方法,揭示了降雨入渗渗流方向、地震惯性力方向、地震系数、放大系数、振次比、含水量、地下水位、覆盖层厚度对无限斜坡稳定系数的影响规律。结合降雨入渗对黄土地震液化的影响机理,研究了挖木池斜坡“一坡两滑”的诱发、失稳过程,揭示了降雨对其地震失稳的控制作用和力学机制。
二、饱和砂土的瞬态极限平衡与变形强度特性的研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、饱和砂土的瞬态极限平衡与变形强度特性的研究(论文提纲范文)
(1)中国岩土地震工程与土动力学研究进展与实践(论文提纲范文)
引言 |
砂土液化特性、评价与加固方法 |
(一)震害调查总结与满足国家建设急需阶段 |
(二)引进借鉴,研究制定标准阶段 |
(三)研发创新,创建理论与改进标准阶段 |
地震滑坡致灾机理、演化机制和风险评估 |
(一)发震断层地震滑坡效应及成灾模式 |
1.地震滑坡与发震断层的关系 |
2.地震滑坡与地震学参数的关系 |
3.地震滑坡运动学特征 |
(二)地震滑坡动态演化机制及长期效应 |
1.非动力作用滑坡触发机制 |
2.地震诱发土质滑坡演化机制 |
3.地震和水耦合及交互作用 |
4.滑坡演化机制数值模拟 |
(三)滑坡风险评估研究 |
1.滑坡危险性分析 |
2.滑坡致灾范围研究 |
3.风险评估模型与方法 |
震陷机理、预测和风险评估 |
(一)液化震陷 |
(二)软土震陷 |
(三)黄土震陷 |
土动力学理论与岩土地震工程实践成就 |
(一)土动力学理论 |
(二)工程抗震设计规范标准 |
(三)工程场地地震安全性评价与城市地震小区划 |
结语 |
(2)原状黄土复杂应力条件的震陷机理与动力响应特性(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 黄土震陷破坏研究现状 |
1.2.2 黄土动剪切特性研究现状 |
1.2.3 动本构模型研究现状 |
1.2.4 动力离心模型试验研究现状 |
1.2.5 土体动力响应数值模拟研究现状 |
1.3 .现存问题 |
1.4 主要研究内容 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 拟解决问题 |
2 原状结构性黄土动力特性分析 |
2.1 概述 |
2.2 试验简介 |
2.2.1 设备简介 |
2.2.2 试验材料 |
2.2.3 试样制备 |
2.2.5 试验方案及步骤 |
2.3 结构性黄土的动应力应变特性 |
2.3.1 骨干曲线 |
2.3.2 动剪切模量 |
2.3.3 阻尼比 |
2.3.4 黄土循环动扭剪强度与破坏模式 |
2.5 结构性黄土动强度特性 |
2.5.1 概述 |
2.5.2 循环扭剪作用下黄土的动强度特性 |
2.5.3 黄土的动强度指标分析 |
2.6 结构性黄土动扭剪震陷特性 |
2.6.1 震陷特性 |
2.6.2 动扭剪试验条件下原状黄土震陷特性 |
2.6.3 循环振次对黄土震陷变形的影响 |
2.6.4 含水率对黄土震陷变形的影响 |
2.6.5 固结围压对黄土震陷变形的影响 |
2.7 结构性黄土震陷系数经验公式 |
2.7.1 黄土震陷系数经验公式的推导 |
2.7.2 黄土震陷系数经验公式的验证 |
2.8 本章小结 |
3 复杂应力条件下原状黄土的动剪切屈服和破坏强度研究 |
3.1 概述 |
3.2 复杂静应力条件下黄土的动剪切特性 |
3.2.1 试样的应力状态 |
3.2.2 试验介绍 |
3.3 不同中主应力比黄土的动剪切特性 |
3.3.1 动剪应力与动剪应变骨干曲线 |
3.3.2 动剪切模量变化规律 |
3.3.3 动阻尼比变化规律 |
3.3.4 动强度变化规律 |
3.3.5 动屈服条件变化规律 |
3.4 固结应力条件、含水率对黄土动力特性的影响 |
3.4.1 不同固结围压黄土的动应力应变骨干曲线 |
3.4.2 固结应力对动模量、阻尼比的影响 |
3.4.3 不同含水率下黄土的动应力应变骨干曲线 |
3.4.4 含水率对动模量、阻尼比的影响 |
3.5 应力空间中黄土的强度变化规律与动剪切的破坏模式 |
3.5.1 应力空间中黄土的强度变化规律 |
3.5.2 循环动剪切的破坏模式 |
3.6 本章小结 |
4 原状黄土离心模型试验动力响应分析 |
4.1 黄土动力离心机振动台模型试验设计 |
4.1.1 离心机振动台试验原理 |
4.1.2 模型试验材料 |
4.1.3 离心机振动台模型试验相似关系设计 |
4.1.4 离心机振动台试验模型制作 |
4.1.5 离心机振动台试验模型箱的选择 |
4.1.6 试验步骤 |
4.2 离心模型试验黄土边坡动力响应特征 |
4.2.1 加速度响应特征 |
4.2.2 动力响应高程效应与趋表效应 |
4.2.3 模型加速度反应谱 |
4.3 数值模拟黄土边坡动力响应特征 |
4.3.1 计算原理 |
4.3.2 黄土边坡模型试验与数值模拟动力响应对比分析 |
4.4 黄土边坡的震陷变形破坏特征 |
4.5 本章小结 |
5 原状黄土地基动力离心模型震陷变形研究 |
5.1 试验概况介绍 |
5.2 黄土地基离心动力响应特征 |
5.2.1 黄土地基加速度响应 |
5.2.2 黄土地基的加速度放大效应 |
5.2.3 输入峰值加速度对模型动力响应的影响 |
5.2.4 离心加速度对模型动力响应的影响 |
5.2.5 含水率对模型动力响应的影响 |
5.2.6 黄土地基模型加速度反应谱 |
5.3 地基离心动力数值模型研究 |
5.3.1 黄土地基数值建模及计算参数 |
5.3.2 黄土地基模型试验与数值模拟动力响应对比分析 |
5.3.3 黄土震陷系数经验公式与黄土地基震陷量计算方法 |
5.3.4 黄土地基震陷变形分布特征 |
5.4 黄土地基的震陷变形破坏特征 |
5.6 本章小结 |
6 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 创新点 |
6.3 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读学位期间主要研究成果 |
(3)中国路基工程学术研究综述·2021(论文提纲范文)
索 引 |
0 引 言(长沙理工大学张军辉老师、郑健龙院士提供初稿) |
1 地基处理新技术(山东大学崔新壮老师、重庆大学周航老师提供初稿) |
1.1 软土地基处理 |
1.1.1 复合地基处理新技术 |
1.1.2 排水固结地基处理新技术 |
1.2 粉土地基 |
1.3 黄土地基 |
1.4 饱和粉砂地基 |
1.4.1 强夯法地基处理技术新进展 |
1.4.2 高真空击密法地理处理技术 |
1.4.3 振冲法地基处理技术 |
1.4.4 微生物加固饱和粉砂地基新技术 |
1.5 其他地基 |
1.5.1 冻土地基 |
1.5.2 珊瑚礁地基 |
1.6 发展展望 |
2 路堤填料的工程特性(东南大学蔡国军老师、中南大学肖源杰老师、长安大学张莎莎老师提供初稿) |
2.1 特殊土 |
2.1.1 膨胀土 |
2.1.2 黄 土 |
2.1.3 盐渍土 |
2.2 黏土岩 |
2.2.1 黏 土 |
2.2.2 泥 岩 |
(1)粉砂质泥岩 |
(2) 炭质泥岩 |
(3)红层泥岩 |
(4)黏土泥岩 |
2.2.3 炭质页岩 |
2.3 粗粒土 |
2.4 发展展望 |
3 多场耦合作用下路堤结构性能演变规律(长沙理工大学张军辉老师、中科院武汉岩土所卢正老师提供初稿) |
3.1 路堤材料性能 |
3.2 路堤结构性能 |
3.3 发展展望 |
4 路堑边坡稳定性分析(长沙理工大学曾铃老师、重庆大学肖杨老师、长安大学晏长根老师提供初稿) |
4.1 试验研究 |
4.1.1 室内试验研究 |
4.1.2 模型试验研究 |
4.1.3 现场试验研究 |
4.2 理论研究 |
4.2.1 定性分析法 |
4.2.2 定量分析法 |
4.2.3 不确定性分析法 |
4.3 数值模拟方法研究 |
4.3.1 有限元法 |
4.3.2 离散单元法 |
4.3.3 有限差分法 |
4.4 发展展望 |
5 路基防护与支挡(河海大学孔纲强老师、长沙理工大学张锐老师提供初稿) |
5.1 坡面防护 |
5.2 挡土墙 |
5.2.1 传统挡土墙 |
5.2.2 加筋挡土墙 |
5.2.3 土工袋挡土墙 |
5.3 边坡锚固 |
5.3.1 锚杆支护 |
5.3.2 锚索支护 |
5.4 土钉支护 |
5.5 抗滑桩 |
5.6 发展展望 |
策划与实施 |
(4)非饱和土边坡与支挡结构相互作用机理及稳定性分析方法(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题的背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 边坡与支挡结构相互作用机理研究 |
1.2.2 支挡结构加固边坡稳定性评价研究 |
1.3 当前研究存在的问题 |
1.4 研究内容与技术路线 |
1.4.1 论文的主要研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
第2章 非饱和土有效应力及强度表达 |
2.1 概述 |
2.2 非饱和土的吸力特性 |
2.2.1 吸力概念 |
2.2.2 常见吸力量测技术 |
2.3 饱和/非饱和土的有效应力表达 |
2.3.1 Terzaghi有效应力原理 |
2.3.2 Bishop有效应力原理 |
2.3.3 广义有效应力原理 |
2.3.4 关于有效应力原理的若干讨论 |
2.4 非饱和土的强度准则 |
2.4.1 Bishop强度公式 |
2.4.2 Fredlund强度公式 |
2.4.3 Vanapalli强度公式 |
2.4.4 扩展双剪统一强度公式 |
2.5 本章小结 |
第3章 非饱和土与结构物界面强度理论及试验研究 |
3.1 概述 |
3.2 饱和/非饱和土与结构物界面剪切强度公式 |
3.3 非饱和土与结构物界面剪切试验 |
3.3.1 试验材料 |
3.3.2 试验设备 |
3.3.3 试验方法 |
3.3.4 试验结果及分析 |
3.4 确定界面剪切强度的简易方法 |
3.4.1 界面剪切强度预测方法 |
3.4.2 与试验结果对比 |
3.5 本章小结 |
第4章 支挡结构与非饱和土相互作用机理试验研究 |
4.1 概述 |
4.2 模型箱系统 |
4.2.1 装土箱 |
4.2.2 移动挡墙 |
4.2.3 墙体移动系统 |
4.3 基质吸力量测 |
4.3.1 渗压计饱和 |
4.3.2 渗压计标定 |
4.3.3 渗压计埋设 |
4.4 土压力量测 |
4.4.1 土压力盒标定 |
4.4.2 土压力盒埋设 |
4.5 DIC图像关联技术 |
4.6 试验方法及步骤 |
4.6.1 试验方法 |
4.6.2 试验步骤 |
4.7 试验结果分析 |
4.7.1 填料密实度评价 |
4.7.2 土体位移场分析 |
4.7.3 基质吸力分布规律 |
4.7.4 土压力分布规律 |
4.8 本章小结 |
第5章 作用于支挡结构上的非饱和土土压力统一解 |
5.1 概述 |
5.2 稳态渗流条件下吸应力分布 |
5.3 刚性挡墙非饱和土主动土压力库伦统一解 |
5.3.1 基本假设 |
5.3.2 主动土压力推导 |
5.3.3 试验及理论结果验证 |
5.3.4 算例与参数分析 |
5.4 刚性挡墙非饱和土被动土压力库伦统一解 |
5.4.1 基本假设 |
5.4.2 被动土压力推导 |
5.4.3 试验结果验证 |
5.4.4 算例与参数分析 |
5.5 抗滑桩桩侧非饱和土有效土压力统一解 |
5.5.1 基本假设 |
5.5.2 桩侧有效土压力推导 |
5.5.3 数值结果验证 |
5.5.4 算例与参数分析 |
5.6 本章小结 |
第6章 非饱和土边坡与支挡结构稳定性上限分析 |
6.1 概述 |
6.2 极限分析上限理论 |
6.2.1 基本原理及方法 |
6.2.2 考虑孔隙水压力的上限定理 |
6.2.3 考虑吸应力的上限定理 |
6.3 刚性挡墙-非饱和土边坡稳定性系数上限解 |
6.3.1 基本假设和破坏模式 |
6.3.2 墙土系统能耗计算 |
6.3.3 墙土系统稳定性系数计算 |
6.3.4 数值及理论结果验证 |
6.3.5 算例与参数分析 |
6.4 抗滑桩-非饱和土边坡极限阻滑力上限解 |
6.4.1 问题的提出 |
6.4.2 桩土系统能耗计算 |
6.4.3 抗滑桩极限阻滑力计算 |
6.4.4 理论结果验证 |
6.4.5 算例与参数分析 |
6.5 抗滑桩-非饱和土边坡极限承载力上限解 |
6.5.1 问题的提出 |
6.5.2 桩土系统能耗计算 |
6.5.3 边坡极限承载力计算 |
6.5.4 理论及试验结果验证 |
6.5.5 算例与参数分析 |
6.6 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
附录 A 攻读学位期间论文、科研及获奖情况 |
致谢 |
(5)吸力式筒形基础在循环荷载作用下砂土抗液化及承载性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 砂土液化及其判别方法 |
1.2.2 筒型基础承载性能 |
1.3 研究目的与研究内容 |
1.4 技术路线 |
第二章 筒型基础动力响应分析理论 |
2.1 土体动力本构模型 |
2.1.1 动力本构模型的特点 |
2.1.2 摩尔库伦强度理论 |
2.2 砂土液化理论 |
2.2.1 地震作用下砂土液化的机理 |
2.2.2 砂体液化的判别方法 |
2.3 地基极限承载力与破坏包络面理论 |
2.3.1 地基极限承载力 |
2.3.2 破坏包络面理论 |
第三章 地震荷载下筒型基础对砂土抗液化性能影响 |
3.1 Finn土体液化本构模型 |
3.2 海洋筒型基础数值分析模型 |
3.2.1 数值计算模型 |
3.2.2 力学参数 |
3.2.3 边界条件 |
3.3 海床砂土地基中孔隙水压力分布特性 |
3.4 海床砂土地基的沉降变形规律 |
3.5 海床砂土地基的应力分布规律 |
3.6 本章小结 |
第四章 单一循环荷载作用下筒型基础承载性能研究 |
4.1 筒型基础竖向循环荷载作用下的极限承载力 |
4.1.1 单一竖向循环力作用下土体破坏机理 |
4.1.2 筒型基础竖向极限承载性能分析 |
4.2 筒型基础水平循环荷载作用下的极限承载力 |
4.2.1 单一水平循环力作用下土体破坏机理 |
4.2.2 内外筒壁上土压力分布 |
4.2.3 筒型基础水平极限承载性能分析 |
4.3 筒型基础在循环弯矩作用下抗弯极限承载力 |
4.3.1 单一循环弯矩作用下土体破坏机理 |
4.3.2 筒型基础抗弯极限承载性能分析 |
4.4 筒型基础在循环扭剪力作用下承载特性分析 |
4.5 本章小结 |
第五章 复合循环荷载作用下筒型基础承载性能研究 |
5.1 V-H复合循环加载下筒基承载特性 |
5.1.1 V-H海床地基的破坏机理 |
5.1.2 V-H荷载空间破坏包络曲线 |
5.2 V-M复合循环加载下筒基承载特性 |
5.2.1 V-M海床地基的破坏机理 |
5.2.2 V-M荷载空间破坏包络曲线 |
5.3 H-M复合循环加载下筒基承载特性 |
5.3.1 H-M海床地基的破坏机理 |
5.3.2 H-M荷载空间破坏包络曲线 |
5.4 V-H-M复合循环加载下筒基承载特性 |
5.5 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
在读期间参与的科研项目 |
在读期间发表的论文 |
在读期间申请的专利 |
在读期间获取的奖励 |
学位论文评阅及答辩情况表 |
(6)考虑接触面的可液化土-桩-结构地震响应数值模拟研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 研究现状 |
1.2.1 饱和地基的液化研究 |
1.2.2 可液化土-桩-结构相互作用研究 |
1.2.3 城市地铁隧道对既有建筑物的研究 |
1.3 研究内容 |
1.4 研究创新点 |
第2章 本构模型和有限元程序 |
2.1 本构模型 |
2.1.1 应力诱导各向异性交变移动模型 |
2.1.2 考虑土-桩接触分离-再闭合的接触面弹塑性本构模型 |
2.2 有限元程序 |
2.2.1 水-土两相混合体的完全耦合动态有限元方程 |
2.2.2 DBLEAVES有限元程序 |
第3章 饱和砂土地基桩基础地震响应的三维数值模拟研究 |
3.1 离心机振动台试验简介 |
3.2 饱和砂土地基单桩基础地震响应的三维数值模拟分析 |
3.2.1 有限元模型及其他参数 |
3.2.2 初始地应力与计算阶段 |
3.2.3 饱和砂土地基单桩基础小震(0.08g)地震响应分析 |
3.2.4 饱和砂土地基单桩基础大震(0.47g)地震响应分析 |
3.2.5 参数分析 |
3.2.6 土-桩分离对基桩地震响应的影响 |
3.3 饱和砂土地基多桩基础地震响应的三维数值模拟分析 |
3.3.1 多桩基础离心机模型试验的参数 |
3.3.2 有限元模型及其他参数 |
3.3.3 初始地应力与计算阶段 |
3.3.4 饱和砂土地基多桩基础中震(0.13g)地震响应分析 |
3.3.5 接触单元对桩身弯矩的影响 |
3.3.6 不同位置桩的地震响应特点 |
3.4 本章小结 |
第4章 可液化地基中土-桩-地上结构地震响应数值模拟研究 |
4.1 可液化地基中土-桩-地上结构地震响应数值模拟试验设计 |
4.1.1 引言 |
4.1.2 工程背景 |
4.1.3 输入波 |
4.2 饱和天然地基的地震响应研究(Case1) |
4.2.1 有限元模型 |
4.2.2 材料及其他基本参数 |
4.2.3 地基初始应力与计算阶段 |
4.2.4 宽深比对地基地震响应的影响 |
4.2.5 饱和天然地基的地震响应规律 |
4.2.6 小结 |
4.3 可液化土-浅基础地上结构的动力相互作用研究(Case2) |
4.3.1 有限元模型 |
4.3.2 材料参数及荷载取值 |
4.3.3 地基初始有效应力与计算阶段 |
4.3.4 可液化土-浅基础地上结构的地震响应分析 |
4.3.5 小结 |
4.4 可液化土-桩-地上结构的动力相互作用研究(Case3) |
4.4.1 有限元模型 |
4.4.2 桩基础和接触单元参数 |
4.4.3 初始地应力与计算阶段 |
4.4.4 可液化土-桩-地上结构的地震响应分析 |
4.4.5 小结 |
4.5 隧道临近可液化土-桩-地上结构的动力相互作用研究(Case4) |
4.5.1 有限元模型 |
4.5.2 材料参数及其他输入参数 |
4.5.3 边界条件 |
4.5.4 考虑盾构隧道开挖的初始地应力分析 |
4.5.5 盾构隧道临近可液化土-桩-地上结构的地震响应分析 |
4.5.6 小结 |
4.6 本章小结 |
第5章 总结与展望 |
5.1 主要结论 |
5.2 展望 |
参考文献 |
指导教师对学位论文的学术评语 |
学位论文答辩委员会决议书 |
附录1 应力诱导各向异性弹塑性模型的主要内容 |
附录2 土单元的初始超固结比推导过程 |
附录3 可液化土-浅基础地上结构的平面图与荷载取值 |
附录4 天然地基各宽深比有限元模型的单元网格划分 |
附录5 荷载组合讨论与地上结构的节点集中力计算过程 |
附录6 可液化土-浅基础地上结构的地基初始应力计算 |
附录7 天然地基与可液化土-浅基础地上结构的地基土层加速度时程曲线对比 |
附录8 可液化土-桩-地上结构的桩身刚度计算 |
附录9 可液化土-桩-地上结构中的地基初始有效应力计算 |
附录10 隧道临近可液化土-桩-结构在ABAQUS中的接触设置 |
致谢 |
攻读硕士期间的研究成果 |
(7)寒区油页岩废渣—粉煤灰土路基的水—水汽—热—力(HVTM)耦合数值模拟研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 选题背景 |
1.2 研究意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 寒区冻融循环对土的影响 |
1.3.2 寒区路基冻害防治措施 |
1.3.3 岩土多场耦合 |
1.3.4 存在问题 |
1.4 研究内容与技术路线 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 技术路线 |
第2章 寒区路基水-水汽-热-力(HVTM)耦合数学模型 |
2.1 引言 |
2.2 路基土水分场控制方程(非饱和土水-水汽流动方程) |
2.2.1 水分场描述基础 |
2.2.2 水分场瞬态饱和流 |
2.2.3 水分场瞬态非饱和流 |
2.2.4 考虑温度场、冻融作用、应力场的渗流微分方程构建 |
2.3 路基土温度场控制方程 |
2.3.1 温度场描述基础 |
2.3.2 温度场方程(导热微分方程式) |
2.3.3 考虑水分场、冻融作用、应力场的导热微分方程构建 |
2.4 路基土的应力应变控制方程 |
2.4.1 饱和土总应力平衡微分方程 |
2.4.2 饱和土及非饱和土的土骨架受力分析 |
2.4.3 非饱和土的土骨架受力平衡微分方程 |
2.4.4 有效应力方程 |
2.4.5 土的应力应变关系 |
2.4.6 考虑水分场、温度场、冻融作用的应力应变微分方程 |
2.5 本构关系 |
2.5.1 水力特性 |
2.5.2 土冻结特征 |
2.5.3 土体的力学特征 |
2.6 定解条件 |
2.6.1 初始条件 |
2.6.2 边界条件 |
2.7 路基土水-水汽-热-力耦合数学模型 |
2.8 本章小结 |
第3章 油页岩废渣-粉煤灰土(改良土)的传热参数计算模型 |
3.1 引言 |
3.2 油页岩废渣-粉煤灰土原材料的物理化学性质 |
3.2.1 原材料来源及基本物理性能 |
3.2.2 原材料的颗粒分析 |
3.2.3 原材料的液塑限指标 |
3.2.4 原材料的化学组成 |
3.2.5 原材料的微观结构 |
3.3 油页岩废渣-粉煤灰土的混合料制备及传热参数测试方法 |
3.3.1 油页岩废渣-粉煤灰土的配合比 |
3.3.2 油页岩废渣-粉煤灰土混合的前处理 |
3.3.3 油页岩废渣-粉煤灰土的试样制备 |
3.3.4 油页岩废渣-粉煤灰土的传热参数测试 |
3.4 油页岩废渣-粉煤灰土及粉质黏土的传热参数测试结果 |
3.4.1 油页岩废渣-粉煤灰土及粉质黏土的导热系数 |
3.4.2 油页岩废渣-粉煤灰土及粉质黏土的比热容 |
3.5 油页岩废渣-粉煤灰土与粉质黏土传热参数的计算函数 |
3.5.1 油页岩废渣-粉煤灰土与粉质黏土比热容的计算函数 |
3.5.2 油页岩废渣-粉煤灰土与粉质黏土的导热系数计算函数 |
3.6 本章小结 |
第4章 油页岩废渣-粉煤灰土导热系数变化机理分析 |
4.1 引言 |
4.2 试验样品及方案 |
4.3 微观结构变化分析 |
4.3.1 微观结构测试方法 |
4.3.2 冻融循环后改良土微观结构的变化 |
4.4 细观结构变化分析 |
4.4.1 细观结构测试方法 |
4.4.2 冻融循环后改良土的细观结构变化 |
4.5 本章小结 |
第5章 油页岩废渣-粉煤灰土的水-热-力耦合及水汽迁移试验 |
5.1 引言 |
5.2 试验设备 |
5.2.1 室内非饱和土水-热-力耦合试验装置 |
5.2.2 室外非饱和土水-热-力耦合试验坑 |
5.2.3 非饱和土水汽迁移试验装置 |
5.3 试验方案 |
5.3.1 室内非饱和土水-热-力耦合试验方案 |
5.3.2 室外非饱和土水-热-力耦合试验方案 |
5.3.3 非饱和土水汽迁移试验方案 |
5.4 试验土样制备 |
5.4.1 室内非饱和土水-热-力-耦合试验土样制备 |
5.4.2 室外非饱和土水-热-力耦合试验土样制备 |
5.4.3 非饱和土水汽迁移试验土样制备 |
5.5 试验步骤 |
5.5.1 非饱和土水-热-力耦合试验步骤 |
5.5.2 非饱和土水汽迁移试验步骤 |
5.6 试验数据分析 |
5.6.1 室内非饱和土水-热-力耦合试验数据分析 |
5.6.2 室外非饱和土水-热-力耦合试验数据分析 |
5.6.3 非饱和土水汽迁移试验数据分析 |
5.7 本章小结 |
第6章 寒区路基水-水汽-热-力耦合数学模型验证 |
6.1 引言 |
6.2 COMSOL Multiphysics简介 |
6.3 COMSOL Multiphysics的 PDE接口及求解 |
6.3.1 COMSOL Multiphysics的 PDE接口 |
6.3.2 COMSOL Multiphysics的 PDE求解 |
6.4 室外非饱和土水-热-力耦合试验数据验证建模 |
6.4.1 前处理 |
6.4.2 物理场设定 |
6.4.3 边界条件 |
6.5 室内非饱和土水汽迁移试验数据验证建模 |
6.5.1 前处理 |
6.5.2 物理场设定 |
6.5.3 边界条件 |
6.6 模型的验证 |
6.6.1 验证数据 |
6.6.2 模型求解与试验结果对比 |
6.7 本章小结 |
第7章 油页岩废渣-粉煤灰土及水-水汽-热-力耦合模型的应用 |
7.1 引言 |
7.2 模型初始值的获取 |
7.2.1 实际工程介绍 |
7.2.2 传感器布设 |
7.2.3 数据监测 |
7.3 试验路应用改良土的环境影响评价 |
7.3.1 采取的试验土样 |
7.3.2 测试项目 |
7.3.3 环境影响评价 |
7.4 试验路应用改良土的水-水汽-热-力耦合数值模拟 |
7.4.1 几何模型及材料参数 |
7.4.2 边界条件 |
7.4.3 初始值及求解条件 |
7.4.4 结果分析 |
7.5 本章小结 |
第8章 结论与展望 |
8.1 结论 |
8.2 创新点 |
8.3 不足及展望 |
参考文献 |
作者简介及科研成果 |
致谢 |
(8)基于颗粒熵增耗散原理的饱和砂土动力响应研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.2 液化问题研究现状 |
1.2.1 液化机理及液化判别 |
1.2.2 液化土体的本构模型 |
1.2.3 能量方式在液化研究中的运用 |
1.2.4 PFC在土体问题中的运用 |
1.2.5 存在的主要问题 |
1.3 课题的提出 |
1.3.1 热力学模型研究特点 |
1.3.2 研究内容及技术路线 |
1.3.3 创新点 |
第二章 基于热力学框架的液化砂土能量分析 |
2.1 引言 |
2.2 基于热力学理论的饱和砂土耗散能计算方法 |
2.2.1 热力学基本定律 |
2.2.2 颗粒熵理论 |
2.2.3 锁定自由能和耗散能 |
2.2.4 砂土动力模型 |
2.2.5 基本假设 |
2.2.6 计算公式 |
2.3 振动台试验与动三轴试验概况 |
2.3.1 试验材料及试验设备 |
2.3.2 试验流程及试验工况 |
2.4 振动台试验结果分析 |
2.4.1 主震作用下饱和砂土能量发展特征 |
2.4.2 余震作用下饱和砂土能量发展特征 |
2.5 动三轴试验结果分析 |
2.5.1 饱和砂土循环液化及耗散能发展一般规律 |
2.5.2 耗散能与孔压比发展的相关性 |
2.6 本章小结 |
第三章 饱和砂土液化特性的颗粒流数值计算 |
3.1 引言 |
3.2 PFC颗粒流软件基本介绍 |
3.2.1 基本方程 |
3.2.2 伺服协调原理 |
3.2.3 液化模拟原理 |
3.3 液化加载 |
3.3.1 颗粒生成 |
3.3.2 试验基本条件 |
3.4 宏观液化特性分析 |
3.4.1 等应变幅值加载液化发展一般规律 |
3.4.2 等应变幅值加载耗散能发展规律 |
3.4.3 能量与孔压比发展规律 |
3.5 本章小结 |
第四章 基于颗粒熵的饱和砂土液化特性分析 |
4.1 引言 |
4.2 颗粒熵理论框架 |
4.2.1 Shannon熵与Boltzmann熵的形式统一 |
4.2.2 分子热运动框架下的Boltzmann熵与Clausius熵 |
4.2.3 颗粒熵运用的合理性分析 |
4.3 饱和砂土液化过程中的力链发展特性 |
4.3.1 力链空间 |
4.3.2 总力链变化规律 |
4.3.3 各级力链变化规律 |
4.4 颗粒熵与液化特性分析 |
4.4.1 颗粒熵与孔压比变化规律 |
4.4.2 颗粒熵修正的能量变化规律 |
4.4.3 颗粒熵修正能量对照组研究 |
4.4.4 颗粒熵修正能量与孔压比发展规律 |
4.5 两区间颗粒熵特征研究 |
4.5.1 不同划分区间的颗粒熵对照组发展规律 |
4.5.2 两区间颗粒熵修正的能量变化规律 |
4.5.3 两区间颗粒熵修正能量对照组研究 |
4.5.4 两区间颗粒熵修正能量与孔压比发展规律 |
4.6 本章小结 |
第五章 结论与展望 |
5.1 全文总结 |
5.2 研究工作展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者攻读硕士学位期间已发表(待发表)成果 |
(9)珊瑚砂体积变形特性与孔压增长模型研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 当前研究现状 |
1.2.1 液化特性 |
1.2.2 颗粒破碎特性 |
1.2.3 橡皮膜嵌入特性 |
1.2.4 体积变形特性 |
1.2.5 孔压增长消散特性 |
1.3 本文主要工作 |
第2章 珊瑚砂基本物理性质 |
2.1 试验材料 |
2.2 基本物理特性 |
2.2.1 颗分试验 |
2.2.2 碳酸钙含量 |
2.2.3 比重 |
2.2.4 最大和最小干密度 |
2.3 本章小结 |
第3章 珊瑚砂液化特性试验研究 |
3.1 液化机理与判别方法 |
3.1.1 液化机理 |
3.1.2 液化判别方法 |
3.2 珊瑚砂液化特性试验方法和试验方案 |
3.2.1 试验方案 |
3.2.2 试验设备 |
3.2.3 试样制备 |
3.2.4 试样饱和 |
3.2.5 加载方式 |
3.3 珊瑚砂孔压发展特性 |
3.4 珊瑚砂动强度特性 |
3.5 珊瑚砂应力应变关系 |
3.6 本章小结 |
第4章 珊瑚砂体积变形特性试验研究 |
4.1 引言 |
4.2 体积变形特性试验 |
4.2.1 排水循环加荷试验 |
4.2.2 卸荷回弹体积变形试验 |
4.3 本章小结 |
第5章 珊瑚砂孔压增长模型研究 |
5.1 引言 |
5.2 孔压模型构建 |
5.2.1 体应变增量试验参数 |
5.2.2 回弹模量试验参数 |
5.3 孔压实测值与计算值对比 |
5.4 本章小结 |
第6章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
个人简历 |
致谢 |
(10)降雨影响下黄土斜坡的地震失稳机制及其稳定性评价(论文提纲范文)
中文摘要 |
Abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 黄土斜坡降雨入渗研究 |
1.2.2 黄土斜坡场地条件对地震地面运动的影响 |
1.2.3 地震液化诱发黄土滑坡形成机理研究 |
1.2.4 地震-降雨与斜坡稳定性研究 |
1.3 发展趋势及认识 |
1.4 主要研究内容及技术路线 |
1.4.1 主要研究内容 |
1.4.2 研究思路与技术路线 |
第二章 降雨后地震诱发黄土斜坡“一坡两滑”对比研究 |
2.1 滑坡区场地地质环境特征 |
2.1.1 位置及地貌分析 |
2.1.2 地质构造环境 |
2.1.3 岩土材料 |
2.1.4 地层结构 |
2.1.5 水文地质分析 |
2.2 震前降雨条件及分析 |
2.3 滑坡场地地震动特征分析 |
2.4 滑坡场地老滑坡分布 |
2.5 滑坡几何形态对比分析 |
2.6 滑坡滑距对比分析 |
2.7 斜坡失稳机理分析 |
2.7.1 “一坡两滑”失稳机理分析 |
2.7.2 黄土流滑机理 |
2.7.3 二次滑坡机理 |
2.8 降雨影响下黄土斜坡地震失稳的关键问题 |
2.9 小结 |
第三章 降雨条件下黄土斜坡入渗及其对强度的影响 |
3.1 黄土斜坡降雨入渗的原位试验设计 |
3.1.1 场地地质环境 |
3.1.2 斜坡土体物性参数空间分布特征 |
3.1.3 人工降雨试验设计 |
3.1.4 降雨工况设计 |
3.2 降雨条件下斜坡土体含水量分布 |
3.2.1 降雨后入渗形态分析 |
3.2.2 基于实测含水量的降雨入渗过程分析 |
3.2.3 基于高密度电法测试的降雨入渗过程分析 |
3.2.4 裂缝对降雨入渗过程的影响分析 |
3.3 降雨入渗条件下无限斜坡水分运移模型 |
3.3.1 模型建立的基本假设与控制方程 |
3.3.2 无限长黄土斜坡渗流控制方程的求解 |
3.4 含水量对黄土动静强度的影响分析 |
3.4.1 含水量对黄土静强度的影响 |
3.4.2 含水量对黄土动强度的影响 |
3.5 降雨条件下黄土斜坡土体强度参数分布 |
3.6 小结 |
第四章 黄土斜坡场地的地震动分布特征 |
4.1 斜坡场地与地震震害分布的统计关系 |
4.1.1 地震烈度异常资料统计 |
4.1.2 地形条件与地震烈度异常的统计分析 |
4.2 黄土地区地震记录与场地放大效应的统计分析 |
4.2.1 黄土地区强震数据 |
4.2.2 覆盖层厚度与强震动记录的统计关系 |
4.2.3 地形地貌条件与强震动记录的统计关系 |
4.3 斜坡场地地震反应分析的参数化分析方法 |
4.3.1 斜坡地震反应分析方法 |
4.3.2 数值分析方法验证 |
4.4 水平自由场地地震反应分析的影响要素 |
4.4.1 土层厚度对地表加速度幅值及频谱特性的影响 |
4.4.2 边界的截取长度对地表加速度幅值及频谱特性的影响 |
4.4.3 动力输入频谱对地表加速度幅值及频谱特性的影响 |
4.5 均质斜坡土体力学参数对地震反应分析的影响 |
4.5.1 斜坡倾角对地表地震动参数分布的影响 |
4.5.2 黄土波速对地表地震动参数分布的影响 |
4.6 层状斜坡覆盖土层厚度对地震反应分析的影响 |
4.6.1 覆盖层厚度对斜坡场地地表峰值加速度的影响 |
4.6.2 覆盖层厚度对场地加速度放大系数的影响 |
4.7 阶地型斜坡地形参数对地震反应分析的影响 |
4.7.1 阶地斜坡倾角对场地地面运动的影响 |
4.7.2 阶地斜坡后缘倾角对场地地面运动的影响 |
4.7.3 阶地平台宽度对平台地面运动的影响 |
4.7.4 输入频率对阶地斜坡平台地面运动的影响 |
4.8 小结 |
第五章 基于振动台试验的原状黄土地震液化性态分析 |
5.1 试验设计 |
5.1.1 振动台模型 |
5.1.2 大尺寸原状黄土试样取备 |
5.1.3 传感器布设方案 |
5.1.4 试样饱水 |
5.1.5 地震荷载工况 |
5.2 加速度响应特征 |
5.3 孔隙水压力响应特征 |
5.4 黄土地震液化性态影响因素 |
5.4.1 液化黄土埋深及含水量对孔压比的影响 |
5.4.2 含水量对黄土液化性态的影响 |
5.5 小结 |
第六章 降雨对黄土斜坡地震稳定性的影响机制及评价 |
6.1 无限斜坡稳定性分析原理 |
6.2 渗流孔隙水压力的影响 |
6.3 降雨入渗的影响 |
6.4 地震场地放大效应的影响 |
6.5 动孔隙水压力增长的影响 |
6.6 降雨和地震共同作用下无限斜坡稳定性影响分析 |
6.7 小结 |
第七章 结论与展望 |
7.1 结论 |
7.2 展望 |
参考文献 |
在学期间的研究成果 |
致谢 |
四、饱和砂土的瞬态极限平衡与变形强度特性的研究(论文参考文献)
- [1]中国岩土地震工程与土动力学研究进展与实践[J]. 王兰民. 城市与减灾, 2021(04)
- [2]原状黄土复杂应力条件的震陷机理与动力响应特性[D]. 邵帅. 西安理工大学, 2021(01)
- [3]中国路基工程学术研究综述·2021[J]. Editorial Department of China Journal of Highway and Transport;. 中国公路学报, 2021(03)
- [4]非饱和土边坡与支挡结构相互作用机理及稳定性分析方法[D]. 邓波. 湖南大学, 2020(01)
- [5]吸力式筒形基础在循环荷载作用下砂土抗液化及承载性能研究[D]. 王景琪. 山东大学, 2020(11)
- [6]考虑接触面的可液化土-桩-结构地震响应数值模拟研究[D]. 刘志鹏. 深圳大学, 2020(10)
- [7]寒区油页岩废渣—粉煤灰土路基的水—水汽—热—力(HVTM)耦合数值模拟研究[D]. 李清林. 吉林大学, 2020(08)
- [8]基于颗粒熵增耗散原理的饱和砂土动力响应研究[D]. 伊思航. 江苏大学, 2020(02)
- [9]珊瑚砂体积变形特性与孔压增长模型研究[D]. 席方超. 桂林理工大学, 2020(01)
- [10]降雨影响下黄土斜坡的地震失稳机制及其稳定性评价[D]. 刘琨. 兰州大学, 2020(01)