基于工程应用的膨胀土数值模拟方法研究
  • 【摘要】

    膨胀土含有大量的亲水矿物,湿度变化时将出现较大的体积变形,胀缩变形受约束时将产生较大的内应力,从而对工程建设造成影响,同时也是地质灾害的诱因之一.由于其危害性大,造成的工程问题突出,因此对膨胀土的研究处理成为岩土工程和工程地质领域的全球性技术难题之一. 本文主要针对膨胀土变形特性,提出了简化的膨胀土本构模型,并基于有荷膨胀试验数据,分别用弹性方法和弹塑性方法推导出湿度线膨胀系数,再采用大型有限元计... 展开>>膨胀土含有大量的亲水矿物,湿度变化时将出现较大的体积变形,胀缩变形受约束时将产生较大的内应力,从而对工程建设造成影响,同时也是地质灾害的诱因之一.由于其危害性大,造成的工程问题突出,因此对膨胀土的研究处理成为岩土工程和工程地质领域的全球性技术难题之一. 本文主要针对膨胀土变形特性,提出了简化的膨胀土本构模型,并基于有荷膨胀试验数据,分别用弹性方法和弹塑性方法推导出湿度线膨胀系数,再采用大型有限元计算软件ABAQUS模拟有荷膨胀试验,证明了该本构模型对膨胀土数值模拟的有效性. 结合南水北调某膨胀土渠坡试验项目,本文采用简化的膨胀土本构模型和温度场等效湿度场理论,对膨胀土渠坡换填土厚度敏感性进行分析.通过比较典型换填厚度情况下膨胀土渠坡土体、衬砌板的内力和变形,从而得到渠坡膨胀土的合理换填厚度. 本文提出的膨胀土简化本构模型具有材料参数取值少、易于在通用有限元中实现等优点,对膨胀土的数值模拟和类似的膨胀土工程具有一定的参考意义;同时本文中膨胀土渠坡工程进行的换填厚度敏感性分析,对膨胀土渠坡工程换填厚度的选取具有一定的指导意义. 收起<<

  • 【作者】

    汤正俊 

  • 【学科专业】

    工程力学

  • 【授予学位】

    硕士

  • 【授予单位】

    武汉大学

  • 【导师姓名】

    陈明祥

  • 【学位年度】

    2010

  • 【语种】

    chi

  • 【关键词】

    膨胀土%本构模型%边坡%有限元%湿度线膨胀系数