本文關(guān)鍵詞：咸陽黃土動(dòng)力特性及其損傷規(guī)律研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：黃土是在我國廣泛分布的一種特殊土體,主要分布在西北的黃土高原地區(qū),該區(qū)為地震活動(dòng)多發(fā)帶且地震烈度較高,歷史上的地震誘發(fā)地質(zhì)問題如滑坡與崩塌、震陷變形與液化、地裂縫、地基和基礎(chǔ)的沉陷變形等眾多災(zāi)害給當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)和經(jīng)濟(jì)發(fā)展造成了許多重大損失。隨著我國西部經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的發(fā)展,各種大型工程越來越多,對(duì)黃土動(dòng)力特性研究的必要性更為顯著。黃土動(dòng)力特性問題涉及的內(nèi)容多、范圍廣,國內(nèi)外的專家學(xué)者多從含水率、密度、加荷頻率及實(shí)驗(yàn)結(jié)果的處理方法等因素對(duì)黃土動(dòng)力特性的影響做了一系列研究,而針對(duì)不同類型荷載下黃土的動(dòng)力特性及強(qiáng)度損傷規(guī)律涉及較少。本文以國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“典型黃土在不同類型動(dòng)荷作用下微觀結(jié)構(gòu)及強(qiáng)度演化規(guī)律研究”為依托,在測(cè)試試樣基本物理力學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)上,對(duì)取自咸陽地區(qū)的黃土試樣分別進(jìn)行正弦波、方波的分級(jí)加載動(dòng)三軸試驗(yàn),分析了圍壓、固結(jié)比、荷載類型對(duì)其動(dòng)力特性的影響;然后通過FLAC3D模擬動(dòng)荷載過程中試樣應(yīng)力分布區(qū)和塑性區(qū)的演變,并與試驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行對(duì)比,分析了動(dòng)荷載過程中咸陽黃土的破壞變形機(jī)理;最后通過線性累積損傷變量理論分析了正弦波、方波荷載作用下動(dòng)彈模量隨累積損傷變量的變化規(guī)律并對(duì)其原因進(jìn)行了探討。研究發(fā)現(xiàn),正弦波荷載和方波荷載作用下的咸陽黃土動(dòng)本構(gòu)曲線都具有明顯的非線性特征,可用Hardin-Drnevich的雙曲線模型來描述。固結(jié)比、圍壓、動(dòng)荷載類型都對(duì)咸陽黃土的動(dòng)力特性具有相應(yīng)影響。數(shù)值模擬結(jié)果顯示,模型相對(duì)受拉的區(qū)域、剪應(yīng)力分布區(qū)主要在模型的中下部,從而解釋了試驗(yàn)中試樣中下部破壞較為嚴(yán)重的原因。由應(yīng)力云圖和塑性區(qū)分布圖發(fā)現(xiàn)隨振次增加,剪應(yīng)力和拉應(yīng)力的累積作用導(dǎo)致試樣中下部失去動(dòng)強(qiáng)度而發(fā)生破壞。與正弦波荷載相比,方波荷載作用下的模型中下部受剪應(yīng)力和相對(duì)的拉應(yīng)力作用的效果更明顯,更易達(dá)到破壞的狀態(tài)。在動(dòng)荷載作用下,咸陽黃土動(dòng)彈模量隨試樣的損傷累積逐漸減小,最終趨于定值,損傷累積量與動(dòng)彈模量呈近似的冪函數(shù)的關(guān)系。相對(duì)方波荷載,正弦波荷載作用下的動(dòng)彈模量在損傷度較小時(shí)可趨于定值。累積損傷變量相同時(shí),隨固結(jié)壓力的增大,對(duì)應(yīng)的動(dòng)彈模量相應(yīng)增大;對(duì)于固結(jié)應(yīng)力狀態(tài)相同的試樣,正弦波荷載作用下的動(dòng)彈模量大于方波作用下的動(dòng)彈模量。
【關(guān)鍵詞】：咸陽黃土 動(dòng)力特性 FLAC~(3D) 損傷規(guī)律
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：P642.131
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-12
• 第一章 緒論12-21
• 1.1 研究背景和意義12-14
• 1.2 研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1 黃土動(dòng)力特性研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.2 動(dòng)力數(shù)值模擬研究現(xiàn)狀16-17
• 1.2.3 動(dòng)強(qiáng)度損傷研究現(xiàn)狀17-18
• 1.3 存在的問題18-19
• 1.4 本文研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線19-21
• 第二章 咸陽黃土在不同類型荷載下的動(dòng)力特性研究21-47
• 2.1 試樣的基本性質(zhì)指標(biāo)21-24
• 2.1.1 試驗(yàn)土樣來源21-22
• 2.1.2 試驗(yàn)土樣的物質(zhì)成分22-23
• 2.1.3 試驗(yàn)土樣的物理力學(xué)性質(zhì)23-24
• 2.2 試驗(yàn)加荷方案24-27
• 2.2.1 試驗(yàn)儀器介紹及試樣制備24-25
• 2.2.2 加荷方案的確定25-27
• 2.3 試樣動(dòng)力特性分析27-45
• 2.3.1 試樣動(dòng)應(yīng)力~動(dòng)應(yīng)變關(guān)系分析27-34
• 2.3.2 試樣動(dòng)彈性模量分析34-37
• 2.3.3 試樣阻尼比分析37-42
• 2.3.4 試樣動(dòng)強(qiáng)度特征分析42-45
• 2.4 本章小結(jié)45-47
• 第三章 咸陽黃土在不同類型動(dòng)荷載作用下的數(shù)值模擬分析47-54
• 3.1 引言47-49
• 3.2 數(shù)值模型的建立49-50
• 3.2.1 幾何模型49
• 3.2.2 動(dòng)力計(jì)算本構(gòu)模型49-50
• 3.2.3 施加邊界條件50
• 3.3 動(dòng)力響應(yīng)數(shù)值模擬結(jié)果及分析50-53
• 3.4 本章小結(jié)53-54
• 第四章 咸陽黃土在動(dòng)荷載作用下強(qiáng)度損傷規(guī)律研究54-62
• 4.1 引言54
• 4.2 動(dòng)力損傷的定義54-56
• 4.3 動(dòng)力損傷的計(jì)算56
• 4.4 動(dòng)模量隨損傷的變化56-60
• 4.5 本章小結(jié)60-62
• 第五章 結(jié)論與展望62-65
• 5.1 結(jié)論62-63
• 5.2 展望63-65
• 參考文獻(xiàn)65-71
• 攻讀學(xué)位期間所取得的科研成果71-72
• 致謝72-73

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