發(fā)布時(shí)間：2019-10-14 06:10

【摘要】：土工織物因其具有抗拉強(qiáng)度高、變形模量大、重量輕、透水性好和耐腐蝕等特點(diǎn)在道路、水利、巖土等工程領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛。土工織物在荷載作用下表現(xiàn)出較大的蠕變特性,該蠕變特性可通過蠕變冪率模型表示其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系;巖土材料在與時(shí)間相關(guān)的荷載作用下,不僅體現(xiàn)其流變特性,在一定應(yīng)力條件下會(huì)產(chǎn)生塑性變形。該類巖土材料的本構(gòu)關(guān)系可用黏彈-黏塑性或黏彈-塑性等模型來描述。該模型在考慮材料流變特性的同時(shí),兼顧了材料塑性特性,且塑性參數(shù)由常規(guī)試驗(yàn)即可確定。本文采用有限元方法分析具有黏彈-Drucker-Prager塑性特性的巖土材料和用蠕變冪率模型來表示其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的土工織物所組成的加筋土的變形特征。本文主要內(nèi)容包括:(1)對(duì)于常用的基本黏彈性元件的組合模型,一些商業(yè)有限元軟件只能進(jìn)行黏彈性計(jì)算,無法與塑性模型耦合;若進(jìn)行黏彈-塑性分析,只能采用冪率關(guān)系的蠕變模型。本文針對(duì)基本黏彈性元件組合而成的黏彈性模型和巖土材料常用的Drucker-Prager塑性屈服模型,應(yīng)用黏彈性積分型本構(gòu)關(guān)系的增量疊加算法,將黏彈性問題在每個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)線性化后與塑性本構(gòu)積分相耦合;考慮線性各向同性硬化,獲得封閉形式的解析解,從而實(shí)現(xiàn)顯示計(jì)算,給出了嚴(yán)格的黏彈-塑性模型的數(shù)值計(jì)算方法,并導(dǎo)出材料的一致切向矩陣,最后通過ABAQUS軟件中所提供的UMAT材料子程序完成計(jì)算。(2)土工織物的作用,主要通過土與土工織物的摩阻力限制土體變形體現(xiàn)�；谇叭说脑囼�(yàn)研究,土工織物與土體的摩阻力和其相對(duì)剪切位移呈非線性特征,其本構(gòu)關(guān)系可用有限元法中的Goodman接觸單元描述,采用ABAQUS軟件的用戶自定義摩擦子程序FRIC實(shí)現(xiàn)。(3)在有限元分析過程中,采用兩種模型進(jìn)行對(duì)比分析:不考慮土體和土工織物的流變效應(yīng);考慮土體的流變和筋材的蠕變特性,分析長(zhǎng)期荷載作用下路面的變形特性并分析具有局部下伏采空區(qū)高填方路堤的變形特征。計(jì)算結(jié)果表明,對(duì)于長(zhǎng)期荷載作用下的加筋路堤變形分析,考慮巖土的流變和筋材的蠕變特性,可以更好地揭示其在長(zhǎng)期荷載作用下隨時(shí)間變形特征。在高填方路堤中鋪設(shè)土工織物可以明顯提高路堤的穩(wěn)定性,減小路堤產(chǎn)生的位移,有效提高路堤的抗變形能力。
【圖文】：

剪應(yīng)力與剪切變形關(guān)系

圖 3.3 Burger 模型 圖 3.4 Merchant為巖石蠕變一直持續(xù)下去。但是對(duì)于工程巖到一定的條件后，巖土就會(huì)發(fā)生塑性屈服，，甚模型就無法研究其屈服破壞特性。需采用其、黏彈-塑性模型。
【學(xué)位授予單位】：鄭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U416.12

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本文編號(hào)：2549122