發(fā)布時(shí)間：2020-05-25 18:19

【摘要】：散體材料的強(qiáng)度特性是巖土工程領(lǐng)域一個(gè)重要的研究?jī)?nèi)容,粒度分布作為散體材料的重要性質(zhì),是影響其強(qiáng)度特性的關(guān)鍵因素,但是現(xiàn)有的研究無(wú)法準(zhǔn)確的定量表示二者之間的關(guān)系。而雙分形維粒度分布模型作為一個(gè)新的粒度分布表達(dá)方法,其參數(shù)能全面的反映散體材料粒度分布的數(shù)學(xué)特性。因此,可以基于該模型的模型參數(shù)確定散體材料的粒度分布,再進(jìn)行相應(yīng)試驗(yàn)得到強(qiáng)度指標(biāo),從而來(lái)研究散體材料的強(qiáng)度特性并運(yùn)用于工程實(shí)踐。本文旨在基于雙分形維粒度分布模型來(lái)進(jìn)行散體材料的強(qiáng)度特性的研究與應(yīng)用。首先,引入雙分形維粒度分布模型,并基于該模型對(duì)含細(xì)粒土礫中的礫粒和砂粒的分形特性進(jìn)行分析,其中礫粒組選用圓礫,砂粒組選用粗砂,基于該模型實(shí)現(xiàn)兩種材料的混合,通過(guò)五個(gè)主要模型參數(shù)對(duì)混合材料的粒度分布進(jìn)行控制,從而可以得到不同粒度分布的試驗(yàn)材料,在理論的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)將該模型運(yùn)用于圓礫與粗砂混合材料強(qiáng)度特性的研究。然后,在給定該模型的級(jí)配參數(shù)條件下進(jìn)行試樣的制備,將試樣按照固定的相對(duì)密度進(jìn)行室內(nèi)大型直剪試驗(yàn)。經(jīng)過(guò)大量的圓礫與粗砂混合材料的室內(nèi)大型直剪試驗(yàn)及相應(yīng)對(duì)照和復(fù)核試驗(yàn),得到不同的五個(gè)模型參數(shù)變化下試樣的抗剪強(qiáng)度指標(biāo),及抗剪強(qiáng)度指標(biāo)和模型參數(shù)之間的定性關(guān)系。其次,采用MATLAB及其遺傳算法工具箱對(duì)本次試驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,得到相應(yīng)的擬合公式。類比這一處理過(guò)程,進(jìn)而基于雙分形粒度分布模型分析了三組散體材料模型參數(shù)和其滲透系數(shù)的關(guān)系,得到滲透系數(shù)用模型參數(shù)表示的統(tǒng)一形式。此過(guò)程成功的基于雙分形維粒度分布模型對(duì)散體材料的強(qiáng)度特性進(jìn)行了研究。最后,基于散體材料強(qiáng)度特性的研究成果對(duì)東安石礦擋墻進(jìn)行了重新設(shè)計(jì),本設(shè)計(jì)結(jié)合雙分形維粒度分布模型的研究成果,不僅成功解決了東安石礦擋土墻的設(shè)計(jì)難點(diǎn)問(wèn)題,也為類似的擋墻工程提供工程借鑒,為通過(guò)級(jí)配來(lái)評(píng)價(jià)散體材料的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)提供理論參考。
【圖文】：

邐ｂ）支愾兄種級(jí)配粒料耵逡逑圖丨．２東安石礦擋墻逡逑如圖１．２邋（ａ）所示，為湖南省東安縣東安石礦的料倉(cāng)，主休為漿砌片石彳＇ＩＩ：逡逑墻結(jié)構(gòu)。該擋墻建成２年后倒塌，倒塌照片如閣１．２（ｂ）所示。經(jīng)檢測(cè)了解到，該逡逑１逡逑

邐基于雙分形維粒度分布模型散體材料強(qiáng)度特性研究與應(yīng)用邐逡逑Ｍｊ邐顆�？傎|(zhì)量；逡逑Ｒｔ——篩分的顆粒的上限尺寸。逡逑上式中，己知Ｍ（ｒ＜／？）、ＭＴ、求分形維Ｄ的方法有兩種：（１）直接采用線逡逑性回歸擬合；（２）對(duì)上式兩邊取對(duì)數(shù)，然后進(jìn)行非線性擬合。在本文第三章圓礫、逡逑粗砂、石英材料本身直剪試驗(yàn)中，在已知分形維Ｄ、ＭＴ、時(shí)，可直接由上式推逡逑導(dǎo)出Ｍ（ｒ＜７？），從而得到每個(gè)粒徑范圍內(nèi)的顆粒的質(zhì)量，，在后文中會(huì)有更加詳細(xì)的逡逑介紹和求解。逡逑這里介紹一個(gè)簡(jiǎn)單的基于分形的粒度分布分析，用單分形維粒度分布模型對(duì)逡逑其進(jìn)行描述。從Ｅｒｇｕｌｅｒ１４８１在２０１６年發(fā)表的描述土壤粒度分布的定量方法及其應(yīng)逡逑用實(shí)例的文獻(xiàn)中，獲得各種粒度分布曲線并繪制在圖（２．１）中。從圖中可以看出逡逑和識(shí)別四種類型的粒度分布曲線形狀，分別被指定為凸形（１＃線），線形（２＃逡逑線），三線式（３＃線）和凹型（４＃線）。逡逑＂邋＂＂２邋ｍｍ邐４．７５邋ｍｍ邋７５邋ｍｍ逡逑
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU43

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2680554