渤海改造土的强度-变形特性

渤海改造土的强度-变形特性

一、渤海海底重塑土的强度-变形性质(论文文献综述)

郭星宏[1](2021)在《自升式平台插拔桩对邻近基础影响的研究》文中进行了进一步梳理自升式平台是海洋能源开发领域应用较为广范围的一种平台型式。钻井平台、维修平台、海上风电安装平台等自升式平台靠作业臂进行工作。由于作业臂极限长度的限制,桩靴安装位置与邻近基础距离较近,不可避免对基础稳定性造成一定不利影响。本文针对桩靴基础贯入、拔出对邻近沉垫和大直径桩基的位移影响进行研究。并对大型沉垫基础坐底工作时,循环承载力的评价提出了一种简单方法。首先,利用耦合的欧拉-拉格朗日法(CEL)模拟了桩靴贯入、拔出过程,并将数值计算的插桩反力与SNAME 2008规范计算的理论值进行对比,土体流动机制与已有文献的离心机试验进行对比。结果表明,CEL方法可以较好地模拟桩靴连续贯入、拔出过程。其次,运用CEL对正常固结黏土下桩靴插拔对邻近大型沉垫基础的影响进行分析。并对探究了插桩间距、土体强度、桩靴直径的影响。计算结果表明:插桩时沉垫向上运动、拔桩时沉垫向下运动,靠近桩靴一侧受到影响较大。沉垫水平位移在不同插桩间距下规律不同。插桩深度越深、距离越小,沉垫的位移转角影响越大。土强度越低,沉垫水平位移和拔桩时竖向位移越大。桩靴直径减小,桩靴周围土体扰动范围减小,沉垫位移减小。插拔桩对沉垫位移转角影响较大的时刻包括插拔桩作业初期和拔桩完成后。然后,对均质硬黏土场地条件下,桩靴插拔对邻近大直径桩基础位移影响进行分析。结果表明:桩靴贯入、拔出造成大直径桩基的附加竖向位移满足现行规范要求,但1.25倍桩靴直径范围内大直径桩基倾斜转角不满足规范要求。大直径桩基最大位移发生在桩靴进行拔出作业初期。最后,针对循环荷载作用下大型沉垫基础地基承载性能弱化的问题,提出了一种通过循环荷载序列选取动荷载特征值,基于常规海洋岩土勘查获得的土体静强度参数,利用已有文献中类似土体循环荷载残余强度和累计变形试验结果,定量分析循环荷载对沉垫承载力影响的简单方法。并以南海北部湾某油田场址为例,利用该方法从地基承载力角度验证了可移动多功能平台采用大型沉垫基础的可行性。认为沉垫基础在该油田场址能够通过循环荷载作用下承载力校核。

冯双喜[2](2020)在《动应力场和渗流场耦合作用下软黏土变形特性及沉降预测研究》文中进行了进一步梳理随着城市化进程的不断深入,我国城乡基础设施建设进入全新的纵向立体化开发与利用阶段,工程安全和环境安全已经成为软黏土地区重大基础设施建设的根本要求。研究表明,软黏土的不良工程特性和复杂的建设环境是引发工程事故的关键所在,一旦出现严重的工程事故,将引起巨大的经济损失,对周边环境和社会产生恶劣影响。在复杂的建设和服役环境中,软黏土承受动应力场和渗流场耦合(动渗耦合)作用,其力学行为与单一动应力场和静应力场不同,呈现出复杂性和不确定性,因此,合理评价动渗耦合条件下软黏土的变形特性并开展软黏土沉降预测研究,是最大限度地降低或者避免岩土及地下工程灾变的重要保障。以滨海软黏土为研究对象,软黏土变形为研究问题核心,从滨海软黏土基本工程特性出发,重点研究动渗耦合条件下软黏土变形规律,建立了动渗耦合作用下软黏土的本构关系,结合工程实践,提出了动渗耦合条件下软黏土地基承受不同潮幅、交通荷载大小和反复水位周期等多因素耦合的沉降预测公式,并基于多因素耦合沉降预测公式和灰色预测理论开发了动渗耦合条件下软黏土地基沉降预测程序。研究成果有助于提升我国软黏土地基变形合理评价和有效控制方面的科技水平,为软黏土地区工程建设的安全预测、评判和正常工作提供科学计算方法和理论依据。首先,开展了滨海软黏土工程特性分析,从沉积历史、矿物成分、微观结构出发,开展了一系列室内外试验,对滨海软黏土工程特性进行了评价。重点分析了滨海软黏土的强度、渗透和变形特性,建立了滨海地区实用性参数指标关联关系。针对强度特性,重点分析了不排水抗剪强度与深度、塑性指数等指标经验关系;针对渗透特性,研究了渗透系数与孔隙比、固结压力的相关性,分析了渗透系数各向异性系数变化规律;针对变形特性,重点分析了压缩指数、固结系数、固结比、次固结系数与基本物性指标的关联关系。研究结果为动渗耦合条件下软黏土的力学响应分析提供数据参考。其次,开展动渗耦合的三轴试验,系统研究了渗透压、动应力比和循环次数对软黏土渗透和变形特性的影响。对比分析了静应力场和动渗耦合条件下软黏土的渗透特性,建立了在动渗耦合条件下渗透系数与渗透压、动应力比和循环次数的预测关系式。此外,对比分析了单一动应力场和动渗耦合条件下软黏土的滞回特性、动弹性模量和累积变形特性。提出了动渗耦合条件下动模量与循环次数的经验表达式,为动渗耦合条件下本构模型构建提供理论基础。然后,结合动渗耦合条件下软黏土的应力-应变特性,在临界状态理论和边界面理论的框架下,通过在边界面方程中考虑了先期固结压力与渗透系数关系,提出了一种广义的边界面方程,利用一致性条件获取了加载面的塑性模量,建立了动渗耦合条件下可综合反映软黏土累积变形、滞回特性和循环弱化特性的弹塑性本构模型。采用Fortran语言二次开发了UMAT子程序,并与试验结果对比,验证了模型正确性。最后,选取承受交通荷载和反复水位变化的滨海地区典型软黏土路基工程,将动渗耦合弹塑性本构模型与ABAQUS数值软件结合,开展了现场监测试验和数值模拟分析,重点研究了软黏土地基的中心沉降、分层沉降、路堤差异沉降、超静孔隙水压力等,验证了数值模型的正确性。结合数值模拟结果,分析了不同潮幅、交通荷载大小和反复水位周期等因素对软黏土地基中心沉降的影响,采用双曲线拟合方法建立了多因素耦合的沉降预测表达式。基于灰色理论和多因素耦合预测公式,采用Visual Basic(VB)开发了动渗耦合条件下软黏土沉降预测程序,实现了灰色预测、多因素耦合软黏土地基沉降预测功能,预测误差控制在5%范围内,实现了沉降精准预测目标。研究成果可推广应用滨海地区类似软黏土路基工程,为动渗耦合条件下软黏土沉降变形精准防控提供理论和技术支撑。

高源[3](2020)在《生物硅微观结构特征及其对深海黏土物理力学性质的影响机理研究》文中认为伴随海洋工程的迅猛发展,并逐步从近海向深远海挺进,海底地震,海底滑坡,碎屑流等海洋地质灾害也严重影响着海洋工程的可靠性和安全性。研究人员发现湖泊沉积物和海洋沉积物中存在含量丰富的生物硅,当沉积物中生物硅的质量含量超过10%时,就会对沉积物的物理力学性质产生显着的影响。生物硅是硅质微生物残骸的简称,是一种无定型二氧化硅,主要类型有硅藻、放射虫、海绵骨针等。从生物硅的成因可知,其广泛存在于生物生产力较高的地带。完整的生物硅残骸壳体,其内部存在空腔,表面富含细小的孔洞,属于一种多孔化石材料。生物硅对海洋沉积物持水特性的影响,决定了海洋沉积物的物理性质,进一步决定了海洋结构物基础土体的自然状态;生物硅对海洋沉积物压缩特性的影响,很大程度上决定了海底斜坡、海床地基土的稳定性,进一步影响海洋结构物的可靠性;生物硅对海洋沉积物剪切特性的影响,决定了海洋结构物基础土体的承载能力,进一步影响海洋结构物的安全性。因此研究并深入理解生物硅对于海洋土持水特性、压缩特性、剪切特性的影响及规律具有十分重要的意义。目前对于含生物硅土的研究多是通过其微观结构与宏观性质的定性分析,缺乏对两者的定量分析和比较。本文结合了南海西部海盆深海海床土特点,利用硅藻土和高岭土进行人工配比的混合土,对生物硅微观结构,持水特性,固结压缩特性,三轴剪切特性分别进行分析。首先利用扫描电镜分别观察了南海土和硅藻土中生物硅的微观结构特征,同时利用优化的碱液提取法对南海土和硅藻土中的生物硅含量进行了精确测定。其次通过研究生物硅含量对混合土的持水特性影响及规律,探明了生物硅含量增高造成的混合土高含水率,高液塑限,高孔隙比的主要原因是生物硅空腔结构的含水。通过扫描电镜和粒度分析的结果,建立了含生物硅土的含水量化几何模型,将试验计算的多余含水率和模型计算的多余含水率结果进行对比,验证了生物硅含水量化几何模型的准确性,并提出了含生物硅土真实含水率的计算方法。为进一步考虑生物硅微观结构及含量对海洋土力学性质的影响奠定了基础。接着研究生物硅对混合土固结压缩特性的影响及规律,开展了不同生物硅含量的混合土的固结压缩试验,探讨了生物硅对混合土压缩性指标的影响,通过与Burland提出的黏土统一固有固结压缩线模型线进行对比,建立了针对含生物硅土修正的固有固结压缩线模型,并对不同生物硅含量的固有固结压缩线进行了归一化,获得较好的效果。为进一步对含生物硅海洋土的固结压缩特性、海底斜坡稳定性分析等研究提供了理论基础。最后研究生物硅对混合土剪切强度特性的影响及规律,开展了不同生物硅含量混合土固结不排水静三轴试验,探讨了生物硅对混合土抗剪强度指标的影响,指明了土体静载作用下,随着内部生物硅含量的增加,土体抗剪强度增强的原因。进一步解释了在静载作用下生物硅对海底斜坡稳定性具有促进作用。以上工作的完成对于海洋岩土或海洋地质领域涉及含生物硅海洋土物理力学性质的研究有极大的参考和指导意义。但对于复杂的岩土工程问题而言,本文所建立的生物硅含水量化几何模型和修正的固有固结压缩线模型是否有效,仍然需要进一步研究和深入了解。除此之外,本文还做了近海域海床沉积物的研究,针对2018年从广东阳江和惠州近海两个拟建风电场所采集的海床沉积物柱状样,在室内进行了粒度,基础物理参数,液塑性指标,全流动贯入强度测试等试验,探究了广东近海域海床表层沉积物的各项物理力学性质指标,为广东近海域沉积物相关研究和拟建海上风电项目浅部地基基础岩土工程设计提供了重要数据资料。

张伟朋[4](2019)在《渤海海岸带黄土微结构、湿陷性及结构性研究》文中提出渤海海岸带黄土作为我国黄土堆积的一种重要类型,主要分布在辽东半岛西岸、庙岛群岛及山东半岛北部。渤海海岸带黄土同内陆黄土具有相似的成因机制、物质组分等特点,同时又因有别于内陆黄土的物质来源及应力历史使其具有独特的工程地质性质。关于渤海海岸带黄土的研究,目前的研究成果对其分布特征、形成年代、成因机制、地层岩性、古地磁特征、粒度特征、矿物成分特征、化学成分特征等地质学特征有着较为清晰的认识,但对其工程地质特征的认识还不够清晰,渤海海岸带黄土微结构特征与湿陷性特征的关系、结构性特征同湿陷性特征的关系有待进一步研究。本文分别采用常规土工测试方法、XRD射线衍射法、压汞试验、扫描电镜试验、不同初始含水率的湿陷试验、不同初始含水率从的原状样与重塑样的直剪试验、土水特征曲线等方法研究了蓬莱、北长山岛、北隍城岛3处海岸带黄土试样的基本物理性质、矿物成分、易溶盐含量、孔隙分布特征、微结构特征、湿陷性特征及结构性特征,取得的研究成果包括以下几个方面:(1)取得了蓬莱、北长山岛、北隍城岛3处海岸带黄土试样的比重、干密度、孔隙比、天然含水率、界限含水率、粒度分布特征、矿物成分特征、孔隙分布特征、压缩特征、剪切特征等基本物理力学性质,对研究区内的工程建设提供了积极的借鉴意义;(2)基于SEM图像完成了蓬莱、北长山岛、北隍城岛3处海岸带黄土试样微结构的定性分析,系统描述了3处试样微结构的颗粒形态及排列特征、孔隙分布特征及粒间联结特征;利用PCAS软件提取了包括颗粒及孔隙长度、宽度、排列方向、周长、面积、分形维数、分布熵等在内的微结构参数,完成了试样微结构的定量分析;(3)针对一般SEM图像不能兼顾视域与分辨率的问题,利用Quant 2000扫描电镜,获取了放大50倍到放大2000倍的海岸带黄土SEM图像,提出了一种获取同视域高分辨率SEM图像的方法,解决了定量分析过程中存在的视域与分辨率的矛盾;基于SEM图像定量分析结果,提出了根据等效直径获取颗粒及孔隙分布曲线的方法,其结果与密度计法及压汞试验取得的结果相比较为接近,证明了该方法的可靠性,建立了微结构参数与宏观物理参数之间的联系;(4)完成了海岸带黄土试样不同初始含水条件下的湿陷试验,证明了BCS、BHC-1、BHC-2等3处海岸带黄土试样具有中等湿陷性,PL试样具有轻微湿陷性;基于SEM图像及压汞试验结果对比分析了湿陷前后海岸带黄土试样微结构参数的变化,发现湿陷后大中孔隙的数量、体积或面积减小,小孔隙的数量、体积或面积增大,而微孔隙的数量和体积基本保持不变,大孔隙的排列混乱程度显着下降而中小孔隙的排列混乱程度基本不变,证明了以中孔隙为代表的架空孔隙是引起海岸带黄土湿陷的主要因素;(5)讨论了孔隙比、干密度、初始含水率、压力、颗粒组成、孔隙组成及粒间联结特征等因素对湿陷作用的影响,重点讨论了颗粒组成对湿陷的影响,发现尽管细粉粒和黏粒对影响黄土湿陷作用的方式有所差异,海岸带黄土湿陷性随粉粒及黏粒含量的增高均呈现出先增大而后减小的规律;(6)完成了海岸带黄土不同初始含水率的原状样及重塑样的直剪试验,量测了海岸带黄土的土水特征曲线,分析了其剪切行为特征及抗剪强度参数随压力及含水率的变化规律;构建了基于灵敏度及综合结构势参数的2种结构性参数。发现海岸带黄土的结构性对其直剪抗剪强度有显着增强的作用,结构对抗剪强度参数的影响作用有所差异,粘聚力对于结构的敏感性显着高于内摩擦角,表观粘聚力、基质吸力内摩擦角对于结构的敏感性显着高于表观内摩擦角;随着含水率的增大,基质吸力的减小,粘聚力及表观粘聚力的敏感系数逐渐增大,基质吸力内摩擦角敏感系数先减小而后趋于稳定,内摩擦角及表观内摩擦角敏感系数基本不变;(7)讨论了干密度、压力、含水率、微结构特征等因素对结构性参数的影响。同一含水率及压力条件下,结构性参数随干密度的增大逐渐减小;随着含水率的增大,海岸带黄土综合结构势参数整体减小,以塑限为界,综合结构势参数降低的速率有所差异;类似地,存在一个临界压力值,综合结构势参数在其前后两段压力区间内降低的速率有所差异,且该临界压力值与试样遭受的应力历史及前期固结压力及含水率关系密切;黄土中富含的黏粒、碳酸钙及易溶盐等产生的胶结作用对于黄土维持结构稳定性具有重要作用;(8)讨论了海岸带黄土湿陷性与结构性的关系。海岸带黄土的结构性是其发生湿陷性的前提条件,可稳定的发挥是可变性发挥的基础,可变性参数与湿陷系数关系密切。随着含水率的增大,湿陷性及可稳性逐渐减小;随着压力的增大,湿陷性先增大而后减小,可变性逐渐减小。

徐杰[5](2019)在《高岭-蒙脱混合黏土渗透各向异性研究》文中认为现今在地下工程建设及运营期间,对于软黏土渗透特性的考虑还是以各向同性为主,实际上各向同性的渗透特性无法反应实际工程中真实的各向异性工况,研究渗透系数及其各向异性可以为实际工程提供更好的理论依据。本文以高岭-蒙脱混合黏土为研究对象,开展了矿物成分、孔隙特性和液体性质对混合黏土渗透系数及其各向异性的影响研究,主要的研究工作如下:通过矿物成分、孔隙特性和液体性质对混合黏土物理特性的影响研究发现:(1)膨润土掺入量的提高会使得混合黏土液塑限降低,且两者之间的关系是线性的。对于掺入膨润土的混合黏土而言,其液限含水率会随NaCl溶液浓度的升高而降低,即加入电解质溶液后,混合黏土的液限含水率会降低。(2)随着膨润土掺入量的增加,混合黏土中介于200~400nm之间的孔隙含量增多,大于400nm的孔隙含量减少;随着固结应力的增大,大于200nm的孔隙含量减少,且孔隙最大孔径减小;对于混合黏土 B20K80(膨润土质量分数为20%的混合黏土),电解质溶液的加入使得土体内部孔隙变大,大孔隙变多,而中小孔隙却无明显变化。对混合黏土渗透系数及其各向异性的研究发现:(1)掺入膨润土后,混合黏土渗透系数及渗透各向异性比明显减小,且随着膨润土掺入量的继续增加这种减小趋势会减缓,最终渗透各向异性比趋于稳定。随着固结应力的增大,渗透各向异性比也在增大,但增大幅度却逐渐减小。(2)随着NaCl溶液的加入,混合黏土 B5K95的渗透系数降低,而混合黏土 B20K80的渗透系数增大,但随电解质溶液的加入,两种混合黏土的渗透各向异性比均没有明显的变化。(3)孔隙比及液限孔隙比并不是决定渗透各向异性比的关键参数,本文所考虑的微观参数与渗透各向异性之间有很好的线性关系,其中能反映较大孔隙变化的孔径系数D50~D70是影响渗透各向异性比的关键参数,据此建立了效果较好的渗透各向异性模型。本文设计了一种斜玻璃环装置,通过该装置可以制取不同沉积角度的三轴渗透试样,沉积角度对混合黏土渗透特性的研究发现:(1)当渗透方向与沉积方向夹角从0°增长到90°时,渗透系数呈大体增长的趋势,且这种变化规律不随固结应力和液体性质的改变而发生变化。(2)在二维平面内,混合黏土渗透系数分布类似于椭圆型,其中水平方向为主渗透方向,水平向的渗透系数最大,为主渗透系数。(3)各试样渗透系数与对应的微观参数间存在半对数相关关系,这种关系实际上是渗透模型的表达式,结合渗透模型与渗透各向异性模型的统一性,选取孔径参数R702作为微观参数,建立了用孔径参数R702表述的渗透模型。

邹圣锋[6](2019)在《海相软黏土流变固结特性理论与试验研究》文中提出针对海相软黏土地区软土层分布深厚、地基沉降特性复杂、工后变形具强流变性和应力历史依存性等特点,本文基于岩土体粘弹塑性概念,引入等时线理论模型,借助解析、半解析等手段,对不同加载形式下的海相软黏土渗流、固结、长期变形、应变率相关性、应力松弛等过程和特性进行了深入探讨,并开展对中国宁波滨海软黏土、澳大利亚西北海湾海洋软黏土等海相黏土的系统性室内试验研究,验证了本文的理论和模拟结果。具体工作如下:(1)滨海软黏土非线性渗透特性试验研究。采用GDS渗透仪对宁波滨海地区软黏土进行渗透试验,测定了不同水头下的渗透系数变化规律。比照重塑样与原状样试验结果,并选取4种经典渗透模型验证试验结果。基于试验结果提出了一种新的非线性渗透模型,用于描述软黏土孔隙流体在渗透压差下的渗流规律。收集不同文献中十组土样的渗透试验数据,验证新模型的合理性并对比已有模型的适用范围,结果表明本文新模型对所选土样均具有良好的适用性,优于已有模型。(2)单层地基一维流变固结理论研究。参考西原模型,建立了考虑土体粘弹塑性压缩特性的单层地基一维流变固结理论控制方程。基于一维线弹性固结解析解,采用半解析法求解控制方程,得到了竖向变形、孔压、固结度等的一维固结近似解。分析了单面排水和双面排水情况下土体的固结过程,探讨了土体粘弹塑性特性、粘塑性屈服应力、线性加载等对土体的竖向变形、超静孔压分布以及固结度发展的影响规律。(3)双层地基一维流变固结理论研究。拓展单层地基一维固结理论应用于多层地基,建立了考虑土体粘弹塑性压缩特性的双层地基一维流变固结理论控制方程。采用Matlab编程求解,得到双层地基条件下竖向变形、孔压、固结度等的一维固结半解析解,并进行验证。分析了单、双面排水两种工况下双层地基的固结过程,探讨了 土体双层地基、渗透系数、Hooke体、Kelvin体和Bingham体等对地基土层竖向变形、超静孔压分布以及固结度发展的影响机理。(4)滨海软黏土流变特性试验研究。借助GDSCTS固结仪和GDSTAS三轴仪对宁波地区滨海软黏土样开展了恒应力长期作用下的一、三维固结试验与流变试验。研究了流变固结过程中土体压缩的非线性特性和应力历史依存性,并选用部分土样分析了应力松弛特性和应变率加载特性,结合不同围压条件下的三轴固结排水流变试验结果,系统分析了宁波软黏土的流变特性。(5)粘弹塑性等时线流变固结模型研究。基于等时线理论,引入粘弹性参量,推导了瞬时弹性、粘弹性、粘塑性应变率与应力增量的关系,建立了考虑弹-粘弹-粘塑性变形特性的软黏土一维流变固结等时线模型。分别推导了描述软黏土流变固结耦合效应、应变率效应、应力松弛效应等流变时效特性的解析式,并介绍了参数确定方法。结合宁波软黏土、Batiscan黏土、香港HKMD海相软黏土等的试验成果,验证了模型的有效性。(6)海洋软黏土流变特性试验研究。采用Geocomp Load Trac Ⅲ固结仪和等应变率加载仪,对西澳大利亚海洋软黏土开展了 一维状态下的传统固结试验、流变压缩试验、常应变率加载试验和应力松弛试验等。研究了西澳大利亚海洋软黏土在复杂加载路径下的流变压缩特性,得到了不同应力水平、应变率条件下的应力应变关系。重点分析了应力状态、加载时间、应变率等对土体压缩参数和流变参数的影响,为验证流变固结理论的适用性提供基础。(7)超固结土粘弹塑性等时线流变固结模型研究。考虑软黏土在正常固结状态和超固结状态的区别,提出了动态弹塑性过渡应力概念,给出了不同加载路径和时长条件下的动态弹塑性过渡应力求解公式,建立了考虑软黏土超固结状态的一维流变固结等时线模型。推导了软黏土的流变固结耦合效应、应变率效应、应力松弛效应等流变时效特性解析表达式,确定了模型参数的确定方法。对比新模型的计算结果与西澳大利亚海洋软黏土室内试验成果,验证了模型对预测流变压缩特性、应变率效应和应力松弛效应等均具有良好的应用效果。

单毅[7](2018)在《基于矿物成分的广东典型河口三角洲第四纪海相细粒土动力特性试验研究》文中进行了进一步梳理第四纪的海相细粒土是珠江三角洲、韩江三角洲等广东典型河口三角洲的主要沉积层。一方面通常采用的颗粒粒径质量占比分类法无法反映细粒土的工程特性差异。细粒土中黏土矿物与非黏土矿物之间的含量对描述细粒土的阿太堡界限可塑性指标具有决定性因素。另一方面沉积矿物组成的细颗粒以及其构成的微观特征对于土体介质宏观力学行为,不仅是静力荷载条件的力学响应,还对动力荷载条件下的强度、变形、孔隙水压力以及动力稳定性等动力特性也有所影响。本文基于广东典型河口三角洲海相细粒土沉积物的成因过程为研究背景,对其细粒土的物矿分析结果和重塑细粒土动力特性结果进行综合考量后发现沉积矿物成分对细粒土动力特性存在重大影响的研究议题仍未受重视。依托于此将矿物定量化,运用可靠的能量分析法对动强度、动变形、动孔压以及黏滞性的动力特性进行讨论,同时采用压汞试验的孔隙结构特征和环境扫描电子显微镜试验的微观结构特征进行联合微观分析。最终将动力特性与微观特性两方面研究成果合二为一,尝试了工程地质学、土动力学、微观力学的跨学科研究。本文从创新性研究成果和结论上主要有以下几个方面:(1)按照海相细粒土中主体矿物的质量百分比为参考,采用天然纯矿物的石英、钠长石、钠基蒙脱石、高岭石还原海相细粒土,微观结构形态的可靠性为后续动力特性研究和微观特性研究提供条件。(2)能量分析法将能量耗散中黏滞应变、塑性应变和弹性应变能量耗散分离,建立累积能量耗散计算模式;以黏弹性等效阻尼比为类比创立了黏滞应变能量耗散占比(VEDR);为应对孔隙水压力的滞后问题创立了孔压滞后能量耗散占比(HPWPEDR)。(3)基于累积能量耗散中黏滞应变累积能量耗散和塑性应变累积能量耗散归一化增速变化关系,依据经历振动压密(疏)、振动剪切、振动破坏三个流程的尾粉土、沉积矿物细粒土试样均可分为稳定型、稳定破坏型、破坏型、崩塌型四类。能量分析法解释了中间介质土崩塌突变的过渡性破坏问题,联合应力路径特征线划分微观机理下临界应变,最终建立特征倾角线-临界应变-破坏分类-微观机理的四方统一理论。除此之外还试图对已有的能量法孔隙水压力预测进行完善,以完整预测孔隙水压力时程曲线。(4)由于沉积矿物过高黏土矿物含量(大于50%)的累积能量耗散关系增速交替不明显,各沉积矿物细粒土相同循环应力水平下弱结合水释放为自由水的提升存在极限且差异较小,自由水提供的粒间整体滑移受到限制,极限自由水参与粒间刚度的角色比重降低等原因,沉积矿物矿物成分以及连带的塑性指数变化时,黏土矿物自身关系组在累积能量耗散、刚度衰减、黏滞应变能量耗散、孔压滞后能量耗散等方面的影响均比非黏土矿物与黏土矿物关系组显着。(5)验证和解释了包括低塑性尾粉土和沉积矿物细粒土试样在内,土体介质在循环荷载过程中的内在能量变化机理对动变形、动孔压和黏滞性等动力特性影响;建立了VEDR突变准则的动强度判别;确立了VEDR突变点的临界应变幅值,是继门槛应变后在中应变向大应变过渡的又一阈值;最终推翻了工程可塑性指标即塑性指数对于沉积矿物细粒土的动力特性具有一一对应唯一性的原结论。(6)证明了孔隙结构特征和微观结构特征的两种微观分析参数,在孔隙率和孔隙比、孔隙孔径尺寸和分布、孔隙孔径层次与连通三个方面具有协调性,从而说明联合微观试验法的可靠性。最终将临界应变幅值与孔隙方向概率熵、Davidenkov参数与周长-面积分形维度和孔径分布分形维度、HPWPEDR与Sandbox孔隙分形维度的三组动力特性参数与孔隙微观参数结合,初步建立了微观的动力特性分析方法。

兰景岩[8](2016)在《软土动力特性及其地震动效应研究》文中提出软土在动力作用下的非线性特征和地震动放大效应是地震工程界一直以来关注和研究的热点问题之一,由于当前已获取的强震动观测资料几乎没有软土覆盖的场地条件资料,使得软土场地地震反应分析结果无法用实际的强震记录进行检验,因此软土地区的抗震设计存在潜在的风险。针对近年来软土动力特征以及自由场地震反应分析存在的若干科学问题以及不确定性,本文通过理论分析、数值模拟和试验研究相结合的手段,围绕动荷载作用下软土的动力特性及动强度特征、软土在地震作用下的非线性特征和表现行为、软土自由场的动态离心模型试验分析、离心模拟与数值模拟比较及其验证等四方面开展了理论分析和试验研究。目标是试图揭示软土的动力学参数特征及在地震作用下的表现行为,评价软土场地的抗震性能和动力灾变过程,合理地估计软土场地地震动效应问题,弥补由于强震动观测资料的缺失导致理论计算无法验证的这一现状,推动软土场地地震动效应这一领域的研究,为我国软土地区工程抗震设防提供参考依据。在充分吸收总结前人已有成果的基础上,本文以天津地区滨海相软土为研究对象,围绕上述科学问题,开展的主要工作及研究创新如下:1.开展了软土宏观动力特征及微观结构的室内试验研究,分析了软土的动力学特性、动强度特征以及微观孔隙的定量化结果。针对典型软土开展了常规物理力学性质试验、应变控制和应力控制条件下的循环动三轴试验、微观电子显微镜扫描试验等描述宏观动力特征和微观结构性的室内试验。研究在循环荷载作用下固结时间、有效围压、固结比等因素对软土动力特性参数,提出一套最优化的拟合精度较高的试验数据拟合方法,给出了天津软土的G/Gmax-γ和λ-γ经验曲线;依据动强度试验结果分析了软土在不同动应力幅值作用下累积塑性应变、双幅应变与循环振次的关系;利用电镜扫描技术开展软土单元体试样的微观结构分析,定量地描述软土的微观结构特征。2.开展典型软土和硬土自由场的大型土工离心机振动台试验,通过模拟强震台站,获取完整的加速度记录,围绕关键地震动参数进行数据分析,给出设定地震动的场地效应。设计并构造了软土和硬土两个均质成层场地的离心模型,开展离心机振动台试验,并以此来人工模拟强震动观测台站,将天然地震波和人工地震波作为基底输入,通过调整输入峰值加速度来模拟不同强度的地震波,利用在模型箱中部和边界布设加速度和位移传感器,获取软土场地不同深度、不同层位监测点的加速度峰值、时程、反应谱、侧向位移和沉降等量测结果,达到了利用离心模型试验模拟强震台站并获取完整记录的试验目标和效果。通过比对两个离心模型试验结果,研究表明相比于硬土而言,软土具有强滤波和非线性特性,地震动从底部至地表能量和幅值有一定的损失和衰减,峰值加速度总体上呈现先增大后缩小的趋势。试验结果可与理论计算进行对比分析,进而达到离心模型试验与数值模拟互为验证的目的。3.编制可嵌入多种非线性滞回本构模型的一维时域非线性地震反应分析程序,通过将离心模型还原至原型场地,开展了软土自由场非线性地震反应分析。利用现有较为成熟的三种土体非线性动本构模型(Davidenkov骨架曲线模型、“阻尼比退化系数”模型、“动态骨架曲线”模型),结合多次透射边界条件和时域逐步递推格式,编制可嵌入三种本构模型的一维时域非线性地震反应分析程序包,形成以不同本构模型方案为基础的数值模拟计算程序。依据离心模型,还原建立均质成层的软土场地和硬土场地原型,通过动三轴试验给出与离心模型试验土一致的动力学参数,并以此建立软土和硬土自由场的动力计算模型,开展多种算法的地震反应数值模拟,计算给出典型自由场地表及地下层位的峰值加速度、时程、反应谱以及地震动放大系数等。4.对动态离心模型试验与多种数值模拟结果进行了互为比较和相互验证,通过模拟强震台站的离心模型试验来验证选取动本构模型的合理性以及数值模拟方法的可行性。在上述研究成果的基础上,将动态离心模型试验与多种数值模拟结果进行认真对比及差异分析,重点考察地表及地下层位的峰值加速度、反应谱以及地震动放大系数的量测结果,比选和分析各土体时域非线性本构模型的实效性,遴选出较适合软土非线性特征的动本构模型,进而达到与数值模拟互为验证的目的,为今后开展软土场地地震反应分析提供新的思路和技术支撑。本文的学术贡献和应用价值:为软土动力学研究提供了新的路径,对软土的动态离心模型试验提供了经验,给出的天津滨海软土的动力学参数对该地区工程抗震具有重要的应用价值。

李晓飞[9](2016)在《土动力参数的测试误差与孔压影响研究》文中提出地震作为自然灾害之一,引起的破坏是巨大的。在土动力学研究中,土体作为地震波传播介质和结构的地基,其动力性能直接影响结构的安全,也直接影响工程造价,因此研究土的动力参数问题具有重要理论意义和工程应用价值。土的动剪切模量比和阻尼比是土动力学首要参数,工程上一般采用室内实验得到。本文采用单台共振柱仪,设计两种具有代表性的试验组,研究土的动剪切模量比和阻尼比试验误差问题,分析不同类型组之间、模量比和阻尼比之间试验离散性的差异和联系以及试验误差对地震动计算的影响,目的是为了解掌握现有共振柱试验水平以及为改进共振柱试验技术提供依据,并为工程结构抗震概率分析提供基础。最大剪切模量和极限剪应力是基本的土动力计算参数,地震作用下随孔压增长会有很大变化。本文采用新型高精度动三轴仪,通过试验方法对循环最大剪切模量和循环极限剪应力随孔隙水压力的变化规律进行研究,给出更符合实际的孔压增长下循环最大剪切模量和循环极限剪应力的计算公式,并验证了孔压增长下循环最大剪切模量和循环极限剪应力的计算公式的可靠性,为考虑液化下地基动力反应分析提供基础。本文主要工作如下:(1)通过共振柱试验数据,设计两种具有代表性试验组,研究砂土、粘土和粉土动剪切模量比和阻尼比的试验误差,给出两种试验组测试误差的分布形态和基本规律以及不同类型试验组之间、动剪切模量比和阻尼比之间试验误差的差异和联系。(2)以KiK-net台网记录为背景,对当今国内外两个有代表性的土层地震反应分析方法SHAKE2000和LSSRLI-1进行对比研究,根据对比结果选取更适宜的计算程序进行本文的土层反应分析,同时也为土层地震反应分析方法的改进提供必要线索。(3)针对不同类别场地,采用选取的土层反应分析计算程序分析两种试验组下砂土、粘土和粉土的动剪切模量比和阻尼比的试验误差对地震动的影响。(4)采用新型高精度动三轴仪,通过试验方法对循环最大剪切模量和循环极限剪应力随孔隙水压力的变化规律进行研究,给出更符合实际的孔压增长下循环最大剪切模量和循环极限剪应力的计算公式,并研究不同固结比下循环最大剪切模量和循环极限剪应力随孔隙水压力的变化差异。(5)将本文提出的孔压增长下的循环最大剪切模量和循环极限剪应力的修正公式用于有效应力分析程序之中,并将有效应力分析方法的计算结果与实际地震记录进行对比,验证所改进的土层地震反应有效应力分析程序的可靠性。

孙雨涵[10](2016)在《大砂袋围堰淤泥质疏浚土充填料的絮凝特性研究》文中研究说明为了充分利用沿海地区廉价丰富的疏浚淤泥资源,同时节约工程成本,本文提出采用掺入絮凝剂的方式形成絮凝土充灌入土工袋中以建造海上围堰的设想。以广东惠州港荃湾港区煤炭码头一期工程吹填淤泥为研究对象,首先根据烧杯试验和抽滤试验确定合适的絮凝剂类型及掺量,在此基础上进行小型模袋模型试验,对试验过程中的各种试验现象和试验数据进行了分析。试验结果表明Zeta电位值的大小与泥浆絮凝效果之间存在着一定的相关性,烧杯试验结果显示泥浆絮凝效果最优点,往往与Zeta电位绝对值接近零时相同。絮凝泥浆在不同时刻的Zeta电位随时间变化趋势平稳,模袋试验中Zeta电位绝对值的大小与烧杯试验相比变化范围在0.2mv以内。经过烧杯试验及抽滤试验对不同试验方案指标的对比分析,最终选出了能使泥浆迅速形成大块絮体、脱水效果良好且添加量少的絮凝剂,共4种类型絮凝剂的6种添加量进行后续的小型模袋试验。不同方案模袋试验时除考虑了絮凝剂类型及掺量的影响外,还考虑了土的类型、固结时间及模袋类型的影响,通过试验过程中及试验后试样各项物理力学指标的对比分析,不同方案试样絮凝土的强度及压缩模量与固结时间、絮凝剂类型及用量、含水率、土性、模袋选型及试样规格有关,并分析了其与相关因素间的关系。针对广东惠州港地区淤泥质疏浚土样,非离子型聚丙稀铣胺(NPAM)固化效果最好,能使泥浆迅速形成大块絮体、脱水效果良好且添加量较少,对充灌入模袋内土样的工程特性改善明显,基本达到工程使用要求。利用淤泥质疏浚土、絮凝剂、海水搅拌形成的絮凝土作为大型充填袋新的充填材料建造围堰堤心结构,对于缺少砂土的惠州港地区既能发挥大型充填袋的优点,又能就地取材,缩短施工工期,具有较大的经济效益和社会效益,有较大的推广应用价值,对絮凝土建造海上围堰的工程应用提供了较好的参考。

二、渤海海底重塑土的强度-变形性质(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、渤海海底重塑土的强度-变形性质(论文提纲范文)

(1)自升式平台插拔桩对邻近基础影响的研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 选题背景和意义
        1.1.1 自升式平台简介
        1.1.2 沉垫基础简介
        1.1.3 海上风机大直径单桩简介
        1.1.4 选题意义
    1.2 自升式平台插、拔桩对邻近基础影响的研究现状
        1.2.1 模型试验
        1.2.2 数值分析
        1.2.3 规范和简化分析方法
    1.3 循环荷载作用下基础承载力的研究现状
        1.3.1 循环荷载下饱和软黏土强度特性研究
        1.3.2 循环荷载下基础承载力特性研究
    1.4 本文主要研究内容
2 CEL有限元方法简介及可行性分析
    2.1 耦合的欧拉-拉格朗日法
    2.2 CEL模拟的可行性分析
        2.2.1 模型参数设置
        2.2.2 计算结果验证
    2.3 小结
3 自升式平台插拔桩对邻近沉垫基础影响的分析
    3.1 桩靴插拔对邻近沉垫基础影响CEL有限元分析模型
    3.2 计算结果及分析
        3.2.1 插桩净距对沉垫位移的影响
        3.2.2 土体强度对沉垫位移的影响
        3.2.3 桩靴直径对沉垫位移的影响
    3.3 小结
4 自升式平台插拔桩对邻近大直径桩基础影响的分析
    4.1 桩靴插拔对邻近大直径单桩影响CEL有限元分析模型
    4.2 计算结果及分析
    4.3 小结
5 循环荷载作用下基础承载力的研究
    5.1 循环荷载作用下基础承载力校核方法
    5.2 循环荷载确定
    5.3 算例分析
    5.4 小结
6 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

(2)动应力场和渗流场耦合作用下软黏土变形特性及沉降预测研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 研究背景和研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 软黏土动力特性与渗透特性
        1.2.2 多场耦合下软黏土变形特性
        1.2.3 软黏土本构模型
        1.2.4 软黏土沉降预测
    1.3 研究内容和研究方法
    1.4 创新点与技术路线
        1.4.1 创新点
        1.4.2 技术路线
第2章 滨海软黏土工程特性试验分析
    2.1 概述
    2.2 基本物理特性
        2.2.1 沉积历史
        2.2.2 矿物成分
        2.2.3 微观结构特征
    2.3 软黏土强度特性
    2.4 软黏土渗透特性
    2.5 软黏土变形特性
        2.5.1 压缩指标
        2.5.2 固有压缩曲线和沉积压缩曲线
        2.5.3 固结系数
        2.5.4 超固结比
        2.5.5 次固结特性
    2.6 本章小结
第3章 考虑渗流作用的软黏土动力变形与渗透特性试验研究
    3.1 概述
    3.2 试验设计与试验方案
        3.2.1 试验土样
        3.2.2 试验仪器和步骤
        3.2.3 试验方案
    3.3 试验结果分析
        3.3.1 动渗耦合作用下软黏土渗透特性
        3.3.2 动渗耦合作用下软黏土动力变形特性
    3.4 本章小结
第4章 动渗耦合作用下软黏土弹塑性本构模型研究
    4.1 概述
    4.2 本构模型建立
        4.2.1 弹性应变增量
        4.2.2 正常固结线和临界状态线
        4.2.3 边界面方程
        4.2.4 硬化规律与一致性条件
    4.3 模型参数确定
    4.4 模型UMAT实现
    4.5 本章小结
第5章 动渗耦合作用下软黏土地基沉降预测数值模拟研究
    5.1 概述
    5.2 动渗耦合作用下软黏土地基沉降现场试验分析
        5.2.1 工程概况
        5.2.2 现场监测布置
        5.2.3 试验结果分析
    5.3 动渗耦合作用软黏土地基沉降数值模拟分析
        5.3.1 模型建立
        5.3.2 数值结果与监测结果对比
        5.3.3 影响因素分析
        5.3.4 沉降预测方法对比分析
        5.3.5 多因素耦合沉降预测公式建立
    5.4 动渗耦合条件下软黏土沉降预测程序设计
        5.4.1 界面设计
        5.4.2 程序调试
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录-程序
    附录 A:动渗耦合作用下软黏土弹塑性本构模型研究
    附录 B:考虑动荷载与渗流多影响因素的软黏土地基变形预测模型
发表论文和科研情况说明
致谢

(3)生物硅微观结构特征及其对深海黏土物理力学性质的影响机理研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 研究现状
        1.2.1 沉积物中生物硅含量的测试方法及相关研究
        1.2.2 含生物硅土物理力学性质试验研究
    1.3 本文研究内容
2 含生物硅土物理性质研究
    2.1 样品信息及取样方法
        2.1.1 样品信息
        2.1.2 取样方法
    2.2 碱液提取法测定生物硅含量
        2.2.1 基本原理
        2.2.2 试验设备及耗材
        2.2.3 试验流程
        2.2.4 测试结果
    2.3 样品的矿物组成分析
    2.4 样品的粒度分析
        2.4.1 天然海洋土粒度分析
        2.4.2 含生物硅土粒度分析
    2.5 样品的液塑性指标
    2.6 生物硅含水量化几何模型
    2.7 本章小结
3 含生物硅土固结压缩特性研究
    3.1 固结试验
    3.2 试验制样与试验设备
    3.3 试验流程
    3.4 试验结果
    3.5 本章小结
4 含生物硅土三轴剪切强度特性研究
    4.1 三轴压缩试验
    4.2 试验制样与试验设备
        4.2.1 试验制样
        4.2.2 试验设备
    4.3 试验流程
    4.4 结果分析
    4.5 本构模型的建立
    4.6 本章小结
5 典型近海域海床沉积物物理力学性质试验研究
    5.1 研究目的与取样信息
        5.1.1 研究目的
        5.1.2 取样信息
    5.2 试验类别与试验方法
        5.2.1 物理实验
        5.2.2 全流动贯入试验
    5.3 试验结果
        5.3.1 粒度结果
        5.3.2 基础物理性质及液塑限指标
        5.3.3 全流动贯入试验
    5.4 本章小结
6 结论和展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
附录A 符号说明
攻读硕士学位期间发表学术论文情况
致谢

(4)渤海海岸带黄土微结构、湿陷性及结构性研究(论文提纲范文)

中文摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 选题背景及研究意义
    1.3 论文研究内容与技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究方法
        1.3.3 技术路线
        1.3.4 关键问题
    1.4 主要创新点
第2章 文献综述
    2.1 海岸带黄土的研究现状
    2.2 黄土微结构的研究现状
    2.3 黄土湿陷性的研究现状
    2.4 黄土结构性的研究现状
第3章 渤海海岸带黄土的赋存环境及基本物理力学性质
    3.1 海岸带黄土的赋存环境
        3.1.1 海岸带黄土的分布特征
        3.1.2 区域地质背景
        3.1.3 地层岩性
        3.1.4 地貌条件
    3.2 渤海海岸带黄土基本物理性质
        3.2.1 研究区概况
        3.2.2 海岸带黄土的矿物成分
        3.2.3 海岸带黄土基本物理测试结果
        3.2.4 海岸带黄土的压缩变形性质
    3.3 海岸带黄土的剪切变形性质
    3.4 海岸带黄土的孔隙分布特征
    3.5 海岸带黄土的易溶盐含量特征
    3.6 小结
第4章 渤海海岸带黄土的微结构特征研究
    4.1 海岸带黄土SEM图像获取
    4.2 基于SEM图像的海岸带黄土微结构定性描述
        4.2.1 颗粒分布特征
        4.2.2 孔隙分布特征
        4.2.3 粒间联结特征
    4.3 基于SEM图像的海岸带黄土微结构定量分析
        4.3.1 同视域高分辨率图像获取方法简介
        4.3.2 PCAS图像处理系统介绍
        4.3.3 放大300倍SEM图像定量分析结果
        4.3.4 同视域高分辨率SEM图像定量分析结果
    4.4 一种基于SEM图像获取土体颗粒分布及孔隙分布曲线的方法
    4.5 小结
第5章 渤海海岸带黄土的湿陷性特征研究
    5.1 渤海海岸带黄土湿陷性试验
        5.1.1 土样的选取和制备
        5.1.2 不同初始含水率的海岸带黄土湿陷试验
    5.2 不同初始含水率条件下海岸带黄土的湿陷性试验结果
    5.3 渤海海岸带黄土湿陷前后微结构特征对比
        5.3.1 孔隙分布曲线
        5.3.2 湿陷前后各类孔隙的面积及体积的变化
        5.3.3 湿陷前后各类孔隙的数量变化
        5.3.4 湿陷前后孔隙分布概率熵
        5.3.5 湿陷前后各类孔隙分形维数的变化
    5.4 黄土湿陷的影响因素分析
        5.4.1 压力
        5.4.2 干密度及孔隙比
        5.4.3 初始含水率
        5.4.4 孔隙分布特征
        5.4.5 颗粒分布特征
        5.4.6 联结特征
    5.5 小结
第6章 渤海海岸带黄土的结构性特征研究
    6.1 结构性对海岸带黄土抗剪性质的影响
        6.1.1 试验方案及试样制备
        6.1.2 直剪条件下海岸带黄土的剪切行为
        6.1.3 直剪条件下海岸带黄土的抗剪强度参数及变化特征
        6.1.4 直剪条件下海岸带黄土的非饱和抗剪强度参数及变化特征
    6.2 基于直剪试验的海岸带黄土结构性参数的定量化表述
        6.2.1 基于灵敏度的结构性参数
        6.2.2 基于直剪试验的综合结构势参数
    6.3 结构性的影响因素
        6.3.1 干密度
        6.3.2 含水率条件
        6.3.3 压力条件
        6.3.4 微结构特征
    6.4 结构性与湿陷性的关系
        6.4.1 可稳性与湿陷性的关系
        6.4.2 可变性与湿陷性的关系
    6.5 小结
第7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

(5)高岭-蒙脱混合黏土渗透各向异性研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景
    1.2 研究现状
        1.2.1 软黏土渗透系数影响机理研究
        1.2.2 渗透模型研究
        1.2.3 软黏土渗透各向异性机理研究
        1.2.4 渗透各向异性模型研究
        1.2.5 沉积角度对软黏土渗透系数影响研究
    1.3 研究内容与技术路线
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 技术路线
第2章 试验方法与试验方案
    2.1 引言
    2.2 宏观试验仪器、试样制备与试验过程
        2.2.1 材料选择
        2.2.2 制样过程
        2.2.3 试验操作过程
    2.3 微观结构分析方法
        2.3.1 微观样品制备及试验过程
        2.3.2 定量分析技术
    2.4 试验方案与参数选择
        2.4.1 试验方案
        2.4.2 试验方案合理性研究
        2.4.3 试验方案参数选择
    2.5 本章小结
第3章 高岭-蒙脱混合黏土渗透各向异性的微观机理研究
    3.1 引言
    3.2 试验结果分析
        3.2.1 液塑限及压缩性分析
        3.2.2 膨润土掺入量对混合黏土渗透特性的影响研究
        3.2.3 固结应力对混合黏土渗透特性的影响研究
        3.2.4 液体性质对混合黏土渗透特性的影响研究
    3.3 微观结果分析
        3.3.1 微观参数定义
        3.3.2 膨润土掺入量对混合黏土渗透特性影响的机理研究
        3.3.3 固结应力对混合黏土渗透特性影响的机理研究
        3.3.4 液体性质对混合黏土渗透特性影响的机理研究
    3.4 本章小结
第4章 高岭-蒙脱混合黏土渗透各向异性模型研究
    4.1 引言
    4.2 孔隙级配曲线
        4.2.1 膨润土掺入量对孔隙级配曲线的影响研究
        4.2.2 固结应力对孔隙级配曲线的影响研究
        4.2.3 液体性质对孔隙级配曲线的影响研究
    4.3 渗透各向异性模型
        4.3.1 宏观参数研究
        4.3.2 微观模型
    4.4 本章小结
第5章 高岭-蒙脱混合黏土随沉积角度不同的渗透特性研究
    5.1 引言
    5.2 试验方案及制样设备
        5.2.1. 试验方案
        5.2.2 制样设备
    5.3 试验结果
        5.3.1 固结应力的影响
        5.3.2 矿物成分的影响
        5.3.3 机理解读
    5.4 工程应用浅谈
    5.5 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
作者简介和科研成果

(6)海相软黏土流变固结特性理论与试验研究(论文提纲范文)

致谢
摘要
ABSTRACT
主要符号说明
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 软黏土流变固结理论研究现状
        1.2.1 软黏土流变固结理论的提出
        1.2.2 软黏土流变固结本构模型发展概况
        1.2.3 软黏土流变固结试验研究概况
    1.3 软黏土等时线理论研究现状
        1.3.1 软黏土等时线理论的提出
        1.3.2 基于等时线理论的软黏土流变固结模型发展概况
    1.4 软黏土流变固结理论研究存在的问题
    1.5 本文主要工作及创新点
        1.5.1 本文主要工作
        1.5.2 本文创新点
第2章 基于GDS渗透仪的软黏土渗透试验及经验模型
    2.1 引言
    2.2 土体非线性渗透模型
    2.3 试验方案与结果
        2.3.1 试验设备
        2.3.2 试验内容
        2.3.3 渗透系数的计算
        2.3.4 渗透系数发展规律
    2.4 渗透经验模型研究
        2.4.1 试验数据拟合及新模型的提出
        2.4.2 本章模型适用性验证
    2.5 本章小结
第3章 考虑粘弹塑性的软黏土单层地基一维流变固结理论
    3.1 引言
    3.2 岩土体材料应力应变状态的西原模型描述
        3.2.1 西原模型的提出和基本形式
        3.2.2 岩土体材料蠕变变形的西原模型描述
        3.2.3 岩土体材料应力松弛的西原模型描述
    3.3 考虑粘弹塑性的单层地基一维流变固结控制方程及求解
        3.3.1 地基计算模型
        3.3.2 控制方程
        3.3.3 方程求解
        3.3.4 流变固结半解析解的验证
    3.4 考虑粘弹塑性的单层地基一维流变固结性状分析
        3.4.1 考虑粘弹塑性的影响
        3.4.2 粘塑性临界屈服应力的影响
        3.4.3 线性加载的影响
    3.5 本章小结
第4章 考虑粘弹塑性的软黏土成层地基一维流变固结理论
    4.1 引言
    4.2 考虑粘弹塑性的双层地基一维流变固结控制方程及求解
        4.2.1 地基计算模型
        4.2.2 控制方程
        4.2.3 方程求解
        4.2.4 流变固结半解析解的验证
    4.3 考虑粘弹塑性的双层地基一维流变固结性状分析
        4.3.1 考虑双层地基的影响
        4.3.2 渗透系数的影响
        4.3.3 Hooke体弹性模量的影响
        4.3.4 Kelvin体粘滞系数的影响
        4.3.5 Bingham体粘滞系数的影响
        4.3.6 粘塑性临界屈服应力的影响
    4.4 本章小结
第5章 滨海软黏土流变固结特性试验研究
    5.1 引言
    5.2 试验基本情况
        5.2.1 试验土样
        5.2.2 数据处理方式
    5.3 宁波软黏土一维流变固结试验
        5.3.1 试验方案
        5.3.2 试验结果
    5.4 考虑应力历史的宁波软黏土一维流变固结试验
        5.4.1 试验方案
        5.4.2 试验结果
    5.5 宁波软黏土一维等应变率加载试验
        5.5.1 试验方案
        5.5.2 试验结果
    5.6 宁波软黏土三轴流变固结排水试验
        5.6.1 试验方案
        5.6.2 试验结果
    5.7 本章小结
第6章 海洋软黏土流变固结特性试验研究
    6.1 引言
    6.2 试验基本情况
        6.2.1 试验土样
        6.2.2 试验设备
    6.3 西澳NWS海洋软黏土一维流变固结试验
        6.3.1 试验方案
        6.3.2 试验结果
    6.4 西澳NWS海洋软黏土一维等应变率加载试验
        6.4.1 试验方案
        6.4.2 试验结果
    6.5 西澳NWS海洋软黏土一维应力松弛试验
        6.5.1 试验方案
        6.5.2 试验结果
    6.6 本章小结
第7章 软黏土粘弹塑性变形特性及一维流变等时线模型
    7.1 引言
    7.2 经典弹粘塑性等时线模型
    7.3 考虑粘弹塑性的软黏土一维流变等时线模型
        7.3.1 模型提出
        7.3.2 参数辨识
        7.3.3 模型应用
        7.3.4 模型验证
        7.3.5 小结
    7.4 考虑超固结状态的粘弹塑性黏土一维流变等时线模型
        7.4.1 模型提出
        7.4.2 参数辨识
        7.4.3 模型应用
        7.4.4 模型验证
        7.4.5 小结
    7.5 本章小结
第8章 结论与展望
    8.1 本文主要成果与结论
    8.2 进一步研究设想与展望
参考文献
附录 作者简历及在校期间的科研经历

(7)基于矿物成分的广东典型河口三角洲第四纪海相细粒土动力特性试验研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 论文研究的目的和意义
    1.2 土体介质动力特性研究现状
        1.2.1 土体的动应变-动应力关系研究现状
        1.2.2 土体动强度、动变形、动孔压研究现状
    1.3 细粒土微观动力特性研究现状
        1.3.1 细粒土微观特性研究现状
        1.3.2 细粒土微观动力研究现状
    1.4 本文的主要研究思路和内容
        1.4.1 研究思路
        1.4.2 研究内容
第二章 广东典型河口三角洲海相细粒土形成与矿物组成
    2.1 概述
    2.2 广东典型河口三角洲第四纪海相细粒土形成
        2.2.1 珠江三角洲
        2.2.2 韩江三角洲
    2.3 海相细粒土特性
        2.3.1 海相细粒土的矿物组成
        2.3.2 海相细粒土的矿物测定
        2.3.3 海相细粒土的基本物理特性
    2.4 典型沉积矿物特性
        2.4.1 典型沉积矿物的基本物理特性
        2.4.2 典型沉积矿物的结构形态特征
    2.5 本章小结
第三章 基于重塑海相细粒土和沉积矿物细粒土的单向动三轴试验
    3.1 概述
    3.2 单向动三轴试验原理及试验仪器
        3.2.1 动力特性室内试验研究现状
        3.2.2 单向动三轴试验原理
        3.2.3 单向动三轴试验仪器
    3.3 重塑海相细粒土的单向动三轴试探性试验研究
        3.3.1 泥浆沉降法试样制备
        3.3.2 重塑海相细粒土试样的可重复性验证
        3.3.3 重塑海相细粒土的试验方案
        3.3.4 重塑海相细粒土试验的结果分析及讨论
    3.4 沉积矿物细粒土的单向动三轴试验
        3.4.1 湿夯击法试样制备
        3.4.2 沉积矿物细粒土试样的可重复性验证
        3.4.3 沉积矿物细粒土的试验方案
        3.4.4 沉积矿物细粒土的试验结果
    3.5 本章小结
第四章 细粒土的能量分析法
    4.1 概述
    4.2 能量耗散的计算方法
        4.2.1 黏滞应变、塑性应变和弹性应变能量耗散
        4.2.2 黏滞应变能量耗散占比
        4.2.3 孔压滞后能量耗散占比
    4.3 能量分析法算例:尾粉土动力特性
        4.3.1 尾粉土动力特性的能量法研究背景
        4.3.2 能量耗散与过渡性破坏
        4.3.3 能量耗散的破坏分类与界限值
        4.3.4 能量耗散与孔隙水压力预测
    4.4 沉积矿物细粒土动力特性的能量分析法
        4.4.1 累积能量耗散
        4.4.2 黏滞应变能量耗散
        4.4.3 动割线剪切模量衰减
        4.4.4 孔压滞后能量耗散
    4.5 本章小结
第五章 沉积矿物细粒土的动力特性分析
    5.1 概述
    5.2 沉积矿物细粒土的动强度与其矿物成分关系分析
        5.2.1 应力路径破坏准则的动强度判定
        5.2.2 特征应变准则与VEDR突变准则的动强度比较
        5.2.3 沉积矿物细粒土可塑性对动强度影响
    5.3 沉积矿物细粒土的动变形与其矿物成分关系分析
        5.3.1 沉积矿物细粒土的动应变幅值曲线
        5.3.2 沉积矿物细粒土的临界应变幅值
    5.4 沉积矿物细粒土的动孔压与其矿物成分关系分析
        5.4.1 沉积矿物细粒土的能量法累积塑性孔压
        5.4.2 沉积矿物细粒土的能量法弹性孔压
    5.5 沉积矿物细粒土的黏滞性与其矿物成分关系分析
        5.5.1 沉积矿物细粒土可塑性对动割线剪切模量影响
        5.5.2 沉积矿物细粒土可塑性对黏滞应变能量占比影响
        5.5.3 沉积矿物细粒土可塑性对应力-应变相位角、储能模量与损失模量影响
    5.6 沉积矿物细粒土可塑性相近组别的动力特性分析
        5.6.1 沉积矿物细粒土可塑性相近组别的试验结果
        5.6.2 沉积矿物细粒土可塑性相近组别的能量分析法
        5.6.3 沉积矿物细粒土可塑性相近组别的动力特性分析
    5.7 本章小结
第六章 沉积矿物细粒土的微观动力特性分析
    6.1 概述
    6.2 沉积矿物细粒土的孔隙结构特征分析
        6.2.1 沉积矿物细粒土的压汞试验
        6.2.2 沉积矿物细粒土的孔隙结构特征分析
    6.3 沉积矿物细粒土的微观结构特征分析
        6.3.1 沉积矿物细粒土的环境扫描电子显微镜试验
        6.3.2 沉积矿物细粒土的微观结构特征分析
    6.4 沉积矿物细粒土动力特性的微观分析
        6.4.1 孔隙结构特征与微观结构特征的协调性
        6.4.2 孔隙结构特征与微观结构特征的动力特性分析
    6.5 本章小结
结论与展望
    1.本文的创新点
    2.主要研究结论
    3.研究展望
参考文献
攻读博士学位期间取得的研究成果
致谢
附件

(8)软土动力特性及其地震动效应研究(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 软土动力特性研究的进展
        1.2.1 土的动剪切模量和阻尼比
        1.2.2 动力本构关系
    1.3 软土地震动效应研究现状
    1.4 研究目标和主要内容
第二章 软土的宏观动力特征及微观结构
    2.1 引言
    2.2 典型软土的常规物理力学性质试验
    2.3 结构性软土的模量阻尼试验
        2.3.1 试验的前期准备介绍
        2.3.2 固结时间的影响
        2.3.3 固结比与有效围压的影响
        2.3.4 经验拟合模型比较分析
        2.3.5 小结
    2.4 软土的动强度特征试验
    2.5 结构性软土的微观特征
        2.5.1 试验设备及原理
        2.5.2 微观试验过程
        2.5.3 微观结果分析
    2.6 本章小结
第三章 大型动态土工离心模型试验设计
    3.1 引言
    3.2 动态离心模型试验技术简介
        3.2.1 离心模拟的相似性准则
        3.2.2 误差分析
    3.3 动态离心模型试验的主要设备组成
        3.3.1 离心机
        3.3.2 振动台系统
        3.3.3 模型箱
        3.3.4 传感器
    3.4 动态离心模型设计、制作
        3.4.1 离心模型试验设计
        3.4.2 振动模型箱制备过程
        3.4.3 地震动输入
    3.5 本章小结
第四章 典型自由场强震台站的离心模拟再现
    4.1 引言
    4.2 强震动观测台站的离心模拟再现
        4.2.1 地表及井下各观测点的仿真加速度记录
        4.2.2 地震动放大系数沿深度的变化趋势
    4.3 强震作用下自由场离心模型的位移反应分析
    4.4 地基土含水量在离心状态下变化规律
    4.5 本章小结
第五章 软土自由场非线性地震反应的数值模拟
    5.1 引言
    5.2 一维时域分析方法的基本原理
        5.2.1 运动方程的建立
        5.2.2 多次透射人工边界
        5.2.3 土体动力本构模型
        5.2.4 基于差分格式的时域数值模拟
    5.3 典型自由场非线性地震反应的数值模拟
        5.3.1 土层非线性地震反应分析方法及程序
        5.3.2 重塑土的动剪切模量比和阻尼比、剪切波速
        5.3.3 数值模拟分析
    5.4 本章小结
第六章 数值模拟与离心模拟比较及联合运用
    6.1 引言
    6.2 离心模拟与数值模拟结果的比较与验证
        6.2.1 地表峰值加速度
        6.2.2 地震动幅值沿深度上的变化
        6.2.3 地震动加速度反应谱
    6.3 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 研究工作的总结
    7.2 本文的创新之处
    7.3 今后工作的展望
参考文献
致谢
作者简介
攻读博士期间发表的文章
攻读博士期间主持及参与的科研项目
攻读博士期间负责完成的开发项目

(9)土动力参数的测试误差与孔压影响研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 土的动剪切模量比和阻尼比的研究现状
        1.2.2 土的动剪切模量比和阻尼比对地震动的影响
        1.2.3 土体液化研究现状
    1.3 本文主要工作
第二章 土的动剪切模量比和阻尼比的试验误差研究
    2.1 引言
    2.2 土动力学参数的共振柱测试方法
        2.2.1 土动力学参数试验概述
        2.2.2 共振柱试验原理
    2.3 共振柱试验
        2.3.1 试验仪器及试样
        2.3.2 试验方案及步骤
    2.4 试验结果及其可靠性
    2.5 分布形态
        2.5.1 直方图检验方法
        2.5.2 P-P图法
        2.5.3 动剪切模量比和阻尼比试验误差的分布形态
    2.6 误差离散性计算方法
    2.7 试验误差分析结果
        2.7.1 砂土动力特性试验误差分析结果
        2.7.2 粘土和粉土动力特性试验误差分析结果
    2.8 砂土、粘土和粉土动力特性试验误差结果比较
        2.8.1 普通组比较
        2.8.2 专业组比较
    2.9 误差来源
    2.10 本章小结
第三章 基于KiK-net的两种等效线性化地震反应分析方法对比研究
    3.1 引言
    3.2 KiK-net简介
    3.3 等效线性化土层地震反应分析方法
        3.3.1 SHAKE2000程序简介
        3.3.2 LSSRLI-1 程序简介
    3.4 台站及计算参数的选取
    3.5 不同场地计算结果与分析
        3.5.1 地表峰值加速度对比分析
        3.5.2 加速度反应谱对比分析
        3.5.3 土层剪应变对比分析
    3.6 本章小结
第四章 土的动剪切模量比和阻尼比的试验误差对地震动的影响
    4.1 引言
    4.2 计算工况
    4.3 输入地震动
    4.4 土的动力非线性参数
    4.5 试验误差对土层反应影响的概率分析
        4.5.1 试验误差对峰值加速度影响的概率分析
        4.5.2 动剪切模量比误差对反应谱影响的概率分析
        4.5.3 阻尼比误差对反应谱影响的概率分析
        4.5.4 动剪切模量比误差对特征周期影响的概率分析
        4.5.5 阻尼比误差对特征周期影响的概率分析
    4.6 本章小结
第五章 孔压增长下双曲线模型参数研究
    5.1 引言
    5.2 试验设计
        5.2.1 试验仪器
        5.2.2 试样与试验方案
        5.2.3 试验步骤
    5.3 试验结果与分析
        5.3.1 典型试验结果和动强度试验结果
        5.3.2 数据处理和分析方法
        5.3.3 孔压增长下循环最大剪切模量的变化规律及修正公式
        5.3.4 孔压增长下循环极限剪应力的变化规律及修正公式
        5.3.5 与他人成果比较
    5.4 本章小结
第六章 土层地震反应有效应力分析方法的改进
    6.1 引言
    6.2 有效应力分析原理
        6.2.1 基本假设
        6.2.2 运动方程的建立和求解
        6.2.3 应力-应变关系
        6.2.4 剪切模量和抗剪强度随孔压变化的修正
        6.2.5 阻尼的修正
        6.2.6 孔压增长模型
    6.3 计算结果与实际地震记录的对比
        6.3.1 计算剖面及输入波的选取
        6.3.2 结果对比
    6.4 本章小结
第七章 结论与展望
    7.1 主要研究内容和结论
    7.2 主要创新点
    7.3 不足与展望
参考文献
致谢
作者简介
攻读博士期间发表的文章
攻读博士期间主参与的科研项目

(10)大砂袋围堰淤泥质疏浚土充填料的絮凝特性研究(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 问题的提出
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 疏浚淤泥的固化处理技术
        1.1.3 海上围堰的结构现状
        1.1.4 土工织物充灌袋的国内外应用
        1.1.5 模袋絮凝土应用于海上大砂袋围堰的提出
    1.2 研究的现状及存在的问题
    1.3 本文的研究内容
        1.3.1 课题研究内容
        1.3.2 课题的技术路线
第二章 滨海淤泥质疏浚土泥浆絮凝脱水试验研究
    2.1 淤泥质疏浚絮凝土的基本材料研究
        2.1.1 淤泥质疏浚土的主要特性
        2.1.2 海水水质分析
        2.1.3 絮凝剂的选取
        2.1.4 试验用材料
    2.2 烧杯絮凝试验方案设计
        2.2.1 絮凝剂泥浆调配
        2.2.2 烧杯絮凝试验步骤
        2.2.3 絮凝剂投加方案
    2.3 试验参数及测定原理
        2.3.1 泥浆絮凝效果指标
        2.3.2 泥浆动电电位--Zeta电位
        2.3.3 泥浆真空抽滤泥饼含水率
    2.4 淤泥质疏浚土泥浆絮凝效果分析
        2.4.1 泥浆絮凝现象分析
        2.4.2 泥浆颗粒表面Zeta电位分析
    2.5 淤泥质疏浚土泥浆脱水能力分析
    2.6 重塑土与原状土各项指标对比分析
    2.7 试验参数间相关性分析
        2.7.1 絮凝效果与Zeta电位相关性分析
        2.7.2 絮凝脱水泥浆能力与Zeta电位相关性分析
    2.8 本章小结
第三章 土工织物大砂袋内充填料的室内试验研究
    3.1 大砂袋内充填料的基本材料研究
        3.1.1 絮凝剂的选取
        3.1.2 模袋的选型
        3.1.3 试验组数的划分
    3.2 小型土工管袋室内充填方法
        3.2.1 充填装置的组装
        3.2.2 充填过程及注意事项
    3.3 小型土工管袋排水固结试验过程与描述
    3.4 模袋试验参数测定及原理
    3.5 本章小结
第四章 模袋絮凝土的强度形成机理及絮凝特性研究
    4.1 模袋絮凝土强度的主要评价指标与基本强度确定
    4.2 模袋絮凝土强度影响因素
        4.2.1 固结时间与强度的关系
        4.2.2 絮凝剂类型及用量
        4.2.3 含水率与强度的关系
        4.2.4 土样类型与强度的关系
        4.2.5 模袋选型与强度的关系
        4.2.6 试样规格
    4.3 絮凝土的强度形成机理
        4.3.1 表观特征
        4.3.2 物理特征
        4.3.3 强度特征
    4.4 模袋絮凝土的絮凝特性研究
        4.4.1 脱水率随时间的变化关系
        4.4.2 Zeta电位稳定性分析
        4.4.3 絮凝土压缩特性分析
        4.4.4 絮凝土结构性分析
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
在学期间发表的论文和取得的学术成果
    一、发表论文
    二、参与项目
附录

四、渤海海底重塑土的强度-变形性质(论文参考文献)

  • [1]自升式平台插拔桩对邻近基础影响的研究[D]. 郭星宏. 大连理工大学, 2021(01)
  • [2]动应力场和渗流场耦合作用下软黏土变形特性及沉降预测研究[D]. 冯双喜. 天津大学, 2020(01)
  • [3]生物硅微观结构特征及其对深海黏土物理力学性质的影响机理研究[D]. 高源. 大连理工大学, 2020(02)
  • [4]渤海海岸带黄土微结构、湿陷性及结构性研究[D]. 张伟朋. 兰州大学, 2019(02)
  • [5]高岭-蒙脱混合黏土渗透各向异性研究[D]. 徐杰. 浙江大学, 2019
  • [6]海相软黏土流变固结特性理论与试验研究[D]. 邹圣锋. 浙江大学, 2019(01)
  • [7]基于矿物成分的广东典型河口三角洲第四纪海相细粒土动力特性试验研究[D]. 单毅. 华南理工大学, 2018(12)
  • [8]软土动力特性及其地震动效应研究[D]. 兰景岩. 中国地震局工程力学研究所, 2016(02)
  • [9]土动力参数的测试误差与孔压影响研究[D]. 李晓飞. 中国地震局工程力学研究所, 2016(02)
  • [10]大砂袋围堰淤泥质疏浚土充填料的絮凝特性研究[D]. 孙雨涵. 重庆交通大学, 2016(04)

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渤海改造土的强度-变形特性
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