以南昌地下飽和密實(shí)含泥砂土為對(duì)象,在三剪統(tǒng)一彈塑性邊界面模型的基礎(chǔ)上做了多項(xiàng)了室內(nèi)土工試驗(yàn)以及在PFC3D顆粒流程序中建立了柔性邊界面的常規(guī)三軸、動(dòng)三軸和動(dòng)真三軸的數(shù)值試驗(yàn)?zāi)Ｐ秃蛦�、雙隧道的工程數(shù)值模型,同時(shí)將常規(guī)三軸、動(dòng)三軸的室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果、PFC3D模擬結(jié)果和理論計(jì)算結(jié)果作對(duì)比,動(dòng)真三軸的PFC3D模擬結(jié)果和理論計(jì)算結(jié)果作對(duì)比,并分析了單、雙隧道行車過程中砂土的力學(xué)特性和隧道、土體的動(dòng)力響應(yīng),主要研究內(nèi)容及得出結(jié)論如下:(1)介紹了靜、動(dòng)三軸試驗(yàn)的柔性邊界數(shù)值模型建立方法以及模型細(xì)觀參數(shù)的標(biāo)定過程。PFC3D試驗(yàn)數(shù)值模型細(xì)觀參數(shù)的標(biāo)定需要以室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果為基礎(chǔ),靜、動(dòng)三軸試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷耐翗涌捎冒霃脚懦夥ㄉ?圍壓則通過小顆粒單元組成的柔性橡皮膜實(shí)現(xiàn),加載只需對(duì)上下墻體速度進(jìn)行控制。(2)100kPa、400kPa圍壓下含量泥量為0%、5%和10%的砂土在常規(guī)三軸中的PFC3D數(shù)值模擬結(jié)果、室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果和理論計(jì)算結(jié)果之間的對(duì)比表明砂土在常規(guī)三軸排水條件下這3種結(jié)果的體應(yīng)變狀態(tài)、應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系均吻合良好,數(shù)值模型還能從顆粒位移和力鏈上產(chǎn)生對(duì)應(yīng)得細(xì)觀響應(yīng)。(3)常規(guī)動(dòng)三軸在理論計(jì)算、室內(nèi)試驗(yàn)及P...

【文章頁數(shù)】：163 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 飽和砂土的理論研究
        1.2.2 室內(nèi)動(dòng)三軸試驗(yàn)研究現(xiàn)狀
        1.2.3 顆粒流方法的研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的主要研究內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 創(chuàng)新點(diǎn)
    1.4 技術(shù)路線
第2章 顆粒流程序運(yùn)算原理
    2.1 概述
    2.2 PFC3D簡介和基本假設(shè)
    2.3 接觸本構(gòu)模型
        2.3.1 接觸剛度模型
        2.3.2 線性接觸模型
        2.3.3 接觸粘結(jié)模型
    2.4 細(xì)觀阻尼機(jī)制
        2.4.1 局部阻尼(Local Damping)
        2.4.2 粘性阻尼
    2.5 伺服控制
    2.6 變量記錄
    2.7 本章小結(jié)
第3章 飽和砂土的三剪統(tǒng)一彈塑性邊界面模型及模型參數(shù)確定
    3.1 概述
    3.2 考慮剪脹特性的修正劍橋模型
    3.3 飽和砂土三剪邊界面彈塑性本構(gòu)模型
        3.3.1 邊界面方程
        3.3.2 流動(dòng)法則與映射法則
        3.3.3 塑性模量
        3.3.4 彈塑性本構(gòu)關(guān)系
    3.4 模型參數(shù)確定
    3.5 顆粒篩分試驗(yàn)
        3.5.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備及方法
        3.5.2 篩分結(jié)果
    3.6 砂土比重試驗(yàn)
        3.6.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備及方法
        3.6.2 比重試驗(yàn)結(jié)果
    3.7 砂的相對(duì)密度試驗(yàn)
        3.7.1 試驗(yàn)準(zhǔn)備及方法
        3.7.2 相對(duì)密度試驗(yàn)結(jié)果
    3.8 常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)
        3.8.1 試驗(yàn)步驟
    3.9 循環(huán)動(dòng)三軸試驗(yàn)
        3.9.1 試驗(yàn)步驟
    3.10 土性參數(shù)及模型參數(shù)的確定
        3.10.1 無量綱常數(shù)a、壓縮指數(shù)λ和回彈指數(shù)κ
        3.10.2 應(yīng)力比修正無量綱參數(shù)n
        3.10.3 砂土內(nèi)聚力c和內(nèi)摩擦角Φ
        3.10.4 臨界圍壓Pmin
        3.10.5 形函數(shù)參數(shù)γ
        3.10.6 形函數(shù)修正參數(shù)ζqr、η
        3.10.7 損傷變量參數(shù)β
    3.11 土性參數(shù)匯總
    3.12 本章小結(jié)
第4章 柔性邊界條件下PFC3D常規(guī)三軸和常規(guī)動(dòng)三軸數(shù)值試樣的建立
    4.1 概述
    4.2 PFC3D數(shù)值試樣尺寸
    4.3 PFC3D數(shù)值試樣顆粒生成
    4.4 PFC3D數(shù)值試樣的接觸模型
    4.5 PFC3D數(shù)值試樣初始剛性邊界施加圍壓
    4.6 PFC3D數(shù)值試樣改進(jìn)邊界后施加圍壓
        4.6.1 排水條件下的柔性邊界模型
        4.6.2 不排水條件下的柔性邊界模型
    4.7 PFC3D數(shù)值試樣的加載方式
        4.7.1 剪切壓縮加載
        4.7.2 循環(huán)加載
    4.8 數(shù)據(jù)記錄
    4.9 PFC3D細(xì)觀模型參數(shù)確定
        4.9.1 砂土接觸剛度
        4.9.2 膜顆粒接觸剛度
        4.9.3 顆粒阻尼
        4.9.4 細(xì)觀參數(shù)確定
    4.10 本章小結(jié)
第5章 柔性邊界條件下的常規(guī)三軸PFC3D數(shù)值模擬結(jié)果及其對(duì)比
    5.1 概述
    5.2 排水條件下應(yīng)力應(yīng)變對(duì)比關(guān)系
    5.3 體應(yīng)變對(duì)比關(guān)系
    5.4 砂土剪切破壞過程中的位移場(chǎng)和接觸力鏈
    5.5 本章小結(jié)
第6章 柔性邊界條件下的循環(huán)動(dòng)三軸PFC3D數(shù)值模擬結(jié)果及其對(duì)比
    6.1 概述
    6.2 應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系
    6.3 孔隙水壓的發(fā)展
    6.4 配位數(shù)的變化
    6.5 本章小結(jié)
第7章 柔性邊界條件下的動(dòng)真三軸PFC3D數(shù)值模擬結(jié)果及其對(duì)比
    7.1 概述
    7.2 真三軸應(yīng)力狀態(tài)土的力學(xué)特性關(guān)系式
    7.3 真三軸模型的建立
        7.3.1 PFC3D真三軸數(shù)值試樣尺寸確定及顆粒模型的生成
        7.3.2 真三軸模型的圍壓施加及加載
    7.4 靜真三軸模擬及中間主應(yīng)力影響系數(shù)的確定
    7.5 動(dòng)真三軸應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系
    7.6 孔隙水壓對(duì)比關(guān)系
    7.7 配位數(shù)變化
    7.8 本章小結(jié)
第8章 地鐵單、雙隧道的PFC3D數(shù)值模擬研究
    8.1 概述
    8.2 工程概況
    8.3 單隧道模型
        8.3.1 單隧道模型建立
        8.3.2 單隧道運(yùn)營時(shí)砂土位移場(chǎng)和速度場(chǎng)
        8.3.3 單隧道運(yùn)營時(shí)砂土的力學(xué)特性
    8.4 雙隧道模型
        8.4.1 雙隧道模型建立
        8.4.2 雙隧道運(yùn)營時(shí)砂土位移場(chǎng)和速度場(chǎng)
        8.4.3 雙隧道運(yùn)營時(shí)砂土的力學(xué)特性
    8.5 本章小結(jié)
第9章 結(jié)論與展望
    9.1 結(jié)論
    9.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄A 常規(guī)三軸試驗(yàn)程序框圖
附錄B 循環(huán)動(dòng)三軸試驗(yàn)程序框圖
附錄C 循環(huán)動(dòng)靜、真三軸試驗(yàn)程序框圖
附錄D 南昌地鐵單隧道運(yùn)營程序框圖
附錄E 南昌地鐵單隧道運(yùn)營程序框圖



本文編號(hào)：3944719