干燥環(huán)境下,土體失水后體積收縮,極易產生干縮開裂,這種現(xiàn)象在自然界黏性土中十分普遍。干縮開裂導致土體中形成裂隙網絡,破壞了土體的完整性和均一性,直接改變了黏性土的強度、變形、滲透等土水力學性質。并且近年來全球極端干旱的氣候頻發(fā),進一步加劇了巖土、環(huán)境、地質、水利、農業(yè)等多個領域工程災害的發(fā)生,因此有必要深入了解黏性土的干縮開裂機制。通過試驗方法研究干縮裂隙往往干擾因素多、且代表性差,而有限元等數(shù)值試驗方法又難以重現(xiàn)裂隙的發(fā)育過程。離散元因具備模擬大變形和材料破壞的優(yōu)勢,在研究裂隙擴展方面得到了廣泛應用。本文將利用PFC2D離散元軟件模擬干縮裂隙的演化過程,試圖從微觀角度分析黏性土考慮裂隙蒸發(fā)的干縮開裂機制。另外通過雙軸壓縮離散元試驗系統(tǒng)研究了多個裂隙表征參數(shù)對裂隙土力學特性的影響,建立了裂隙量化指標與抗剪強度間的定量關系。研究內容主要有以下幾個方面:（1）基于前人研究成果,借用熱傳導理論分析思路,推導出與一維熱傳導方程相對應的水分遷移模型,結合土顆粒脹縮公式建立水-力耦合離散元模型。經與理論解對比,驗證了通過PFC2D熱模塊模擬水分的運動在一定范圍內是可靠的。引入裂隙率R和裂隙總深度H... 

【文章來源】：武漢大學湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：122 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

研究技術路線

黏土水分蒸發(fā)三階段示意圖

土體蒸發(fā)示意圖

【參考文獻】：
期刊論文
[1]粘性土滲透破壞臨界條件推導及試驗探討[J]. 姜伏偉.  地下空間與工程學報. 2017(06)
[2]干濕循環(huán)對非飽和膨脹土抗剪強度影響的試驗研究[J]. 徐丹,唐朝生,冷挺,李運生,張巖,王侃,施斌.  地學前緣. 2018(01)
[3]邊界約束對膨脹土干縮開裂的影響[J]. 袁權,謝錦宇,任柯.  工程地質學報. 2016(04)
[4]干濕循環(huán)作用下膨脹土開裂和收縮特性試驗研究[J]. 葉萬軍,萬強,申艷軍,楊更社,董西好,王銘.  西安科技大學學報. 2016(04)
[5]膨脹土裂隙發(fā)育規(guī)律及與抗剪強度的關系研究[J]. 王勇.  湖南交通科技. 2015(03)
[6]膨脹土裂隙面抗剪強度及影響因素試驗研究[J]. 黃志全,張瑞旗,張曉麗,王偉.  工業(yè)建筑. 2015(09)
[7]重塑膨脹土細觀裂隙參數(shù)與抗剪強度的關系分析[J]. 李科成,鄧璞,羅雪.  公路工程. 2015(01)
[8]流紋巖雙軸抗壓力學特性及破壞機理研究[J]. 李佳,鄧榮貴.  路基工程. 2014(06)
[9]膨脹土裂隙的工程特性研究[J]. 龔壁衛(wèi),程展林,胡波,趙亮.  巖土力學. 2014(07)
[10]基于室內試驗與數(shù)值模擬的膨脹土裂隙對強度影響規(guī)律研究[J]. 譚波,鄭健龍,張銳.  應用力學學報. 2014(03)

博士論文
[1]膨脹土力學特性研究及邊坡穩(wěn)定性分析[D]. 何鵬.西安理工大學 2018

碩士論文
[1]粘土—裂隙間水量交換試驗研究[D]. 宋磊.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[2]巖體裂紋擴展機制的數(shù)值模擬研究[D]. 尹成薇.遼寧工程技術大學 2012



本文編號：2972852