【摘 要】
:
土体的弹性响应是评价岩土基础稳定性的重要参数,一直是土力学中被广泛关注的课题。由于土的变形是弹塑性的,难以分离弹性变形,因此研究学者们对土的弹性响应研究依然不充分。已有的研究表明,土展现出弹性行为时伴随着能量耗散,由此认为土的弹性不是完全弹性的而是准弹性的(quasi-elastic)。目前,无论是采用波传播理论来评估准弹性响应,还是采用小应变幅值的加卸载来探测准弹性响应,均不能获得随着载荷提高而
【基金项目】
:
国家自然科学基金项目(52079018)“基于土样局部变形测量的本构模型研究”;
论文部分内容阅读
土体的弹性响应是评价岩土基础稳定性的重要参数,一直是土力学中被广泛关注的课题。由于土的变形是弹塑性的,难以分离弹性变形,因此研究学者们对土的弹性响应研究依然不充分。已有的研究表明,土展现出弹性行为时伴随着能量耗散,由此认为土的弹性不是完全弹性的而是准弹性的(quasi-elastic)。目前,无论是采用波传播理论来评估准弹性响应,还是采用小应变幅值的加卸载来探测准弹性响应,均不能获得随着载荷提高而延伸的连续准弹性性质。近年来,土在循环荷载作用下逐渐表现出准弹性的变形行为引起了学者们的注意,具有评估土的准弹性响应的潜在价值。因此,为了探讨土在比较大的载荷作用下随载荷提高而延伸的连续准弹性性质,基于砂土在循环荷载作用下达到的(变形)稳定(状)态,本文开展了土的准弹性行为、准弹性行为随循环应力历史演化的研究,结合离散元数值模拟,讨论了砂土准弹性行为的微细观特征,同时开展了砂土准弹性属性在循环荷载中应变累积和评估塑性安定极限中的应用研究。主要研究内容如下:(1)砂土在循环荷载作用下的变形稳定状态试验研究。针对不同种类砂土进行常规循环加卸载三轴试验、逐级恒载荷的循环加卸载三轴和侧限压缩试验;研究了砂土在不同循环载荷模式下达到稳定态的特点,以及在循环荷载稳定态表现出的准弹性行为,提出了弹性模量(轴向)和应变比的经验模型。主要结论是弹性模量对应力状态的依赖性可以表征为轴向应力的线性形式;随着剪应力的增加,泊松比和应变比之间出现偏离,表明在准弹性域内,传统的泊松比概念已经无法全面的描述径向变形和轴向变形之间的换算关系,在土力学中使用泊松比的概念进行弹性参数的任何转换时应谨慎。(2)采用3D-DEM数值模拟和室内试验相结合的方法,研究了砂土准弹性响应随循环应力历史的演化行为。开展了循环加卸载三轴试验数值模拟,通过实施小应变幅值的弹性探测,展示了准弹性行为随载荷周期的演化。进一步地,开展多阶段循环加卸载三轴试验,比较前一阶段准弹性-应力-应变曲线与后一阶段更高循环应力水平的准弹性-应力-应变曲线间的差异性。两种方法的结果均表明砂土的准弹性行为对循环应力历史不敏感。(3)基于3D-DEM开展砂土准弹性行为的微细观特征研究。在颗粒尺度上探讨了砂土在准弹性域的特征,结果表明砂土不存在完全(纯)弹性状态,始终伴随着接触的滑动和能量耗散。此外,通过追踪颗粒接触的运动轨迹,从微细观角度解释了加载剪胀与卸载体缩现象及其机理。(4)通过分离弹塑性应变研究塑性-应力-应变关系。基于获取的准弹性曲线,对应力-应变曲线进行弹塑性分离,探索了相应的塑性-应力-应变关系,对轴向塑性模量进行了相关的参数研究,指出轴向塑性模量随轴向应力线性衰减。结合提出的弹性模量和塑性模量(轴向)的经验模型,对砂土在循环荷载中表现出的滞回应力-应变关系进行了预测,并与试验结果进行对比。(5)针对循环荷载中应变累积和塑性安定极限分析问题开展了相关的应用研究。根据准弹性不变的性质,将轴向塑性累积应变增量投影到单调应力-应变曲线上,在投影坐标系下研究了应变累积行为;结合弹性模量和塑性模量的经验公式,建立了完整的砂土在循环荷载作用下的应变累积模型。根据扩展准弹性域中能量耗散的程度,讨论了砂土的准弹性程度,并量化了扩展准弹性域的弹性上限,探讨了弹性上限与塑性安定极限间的关联,提出通过确定弹性上限而间接确定塑性安定极限的方法,并通过试验数据进行了验证。
其他文献
表面增强拉曼光谱(surface-enhance Raman spectroscopy,SERS)技术因其高灵敏度和独特的指纹特性,近年来在食品安全、生命科学、环境监测等领域都获得了广泛的应用。SERS技术的核心是采用简单和低成本的方法构筑高效的固态SERS基底。与球形纳米颗粒相比,各向异性贵金属纳米颗粒具有丰富的形貌、高度可调谐的局域表面等离子体共振(localized surface plas
有效应力方程是土力学的基石。然而,Terzaghi有效应力方程和Bishop有效应力方程的理论基础在提出之时并不坚实。为此,众多的学者通过不同的方法试图为其奠定理论基础,然而这些方法未能较好地考虑孔隙水的宏微观赋存特性。同时,有效应力方程中中性应力、有效应力的物理意义并未得到合理的阐释,这导致目前所建立的非饱和土有效应力原理未能较好地区分存在于非饱和土中的各种应力的力学效应,从而难以有效地解决非饱
猪流行性腹泻(porcine epidemic diarrhea,PED)是由猪流行性腹泻病毒(porcine epidemic diarrhea virus,PEDV)引起的一种急性、高度接触性肠道传染病,仔猪死亡率高达90%。本实验室前期的实验结果证实,基于纳米油佐剂(以下简称纳米佐剂)制备的TGE-PED疫苗产生的抗体水平远远优于商品疫苗。为评估纳米佐剂的免疫效果及其发挥免疫作用的机理,通过
大气中CO2浓度的日益升高与全球变暖等气候问题息息相关。在“双碳目标”的背景下,将CO2转化为高附加值燃料或化学品是缓解相关环境和能源问题的有效策略之一。Fe基催化剂可以催化CO2加氢合成烃类产品,然而在反应条件下通常存在氧化铁、碳化铁等多种物相且处于动态变化中,为理解活性中心和建立构效关系带来了挑战。对此,本论文结合多种原位表征技术和理论计算分析,研究了 Fe基催化剂在CO2加氢反应中的活性相及
单原子催化剂(Single-atom catalyst:SAC)能够最大化金属利用率,其活性位点的配位结构可调性强,在多种催化反应中表现出独特的催化性能。过渡金属铁、钴等单原子催化剂对苯选择氧化制苯酚反应表现出较好的催化性能,但是仍不够理想。本论文开展了单原子铜催化剂的制备和配位结构调控,开发了苯选择氧化制苯酚反应的单原子铜催化剂。论文的主要研究内容如下:采用二甲基亚砜(Dimethyl sulf
为解决二氧化碳(CO2)排放带来的一系列环境和生态问题,我国明确提出了“2030年碳达峰、2060年碳中和”的目标,因此CO2减排、转化和利用技术的开发亟待推进。将CO2选择还原制取CO,再通过费托合成等反应制备高附加值的化工产品是CO2转化利用的有效途径之一。CO2还原制取CO可通过甲烷二氧化碳重整(DRM)反应实现,这一反应可同时转化两种温室气体,对这两种难活化小分子的转化研究具有重要科学意义
在激光作用下,原子分子会发生多种重要的光物理化学现象,比如两个碰撞原子会结合成分子(光缔合),又如分子特征矢量会指向空间特定方向(分子定向)等。光缔合在制备冷分子、相干控制化学成键等方面有重要意义,分子定向在量子调控、强场物理等方面有重要意义。本论文考察了体系初始温度对这两个光物理化学过程的影响,自主发展了全维随机相位波包方法,分别对超冷(~μK)铯原子光缔合、高温(~1000 K)镁原子光缔合和
颅缝早闭是婴儿在早期颅骨发育过程中一条或多条颅缝过早融合,导致单纯或综合征性畸形变化。从发育生物学角度已研究了相关基因突变和发生异常的信号通路,但这只是了解疾病分子发病机制的一个步骤。现就先天骨骼的发育和颅缝早闭中骨骼的异常发育、发病机制、调控通路以及治疗方法作一综述。
随着城市经济和规模的快速发展,机动车保有量迅猛增加,由此导致了交通拥堵、交通噪声和交通事故等诸多问题。智能交通系统是缓解这些问题的有效手段之一,能为交通管控和交通规划提供准确实时的信息。道路交通流预测可为智能交通系统提供准确、可靠的基础数据。道路交通流预测发展至今已有几十年,正常天气道路交通流预测的研究模型已相当成熟,但对交通流模式影响因素的分析还不够细致;不良天气道路交通流规律会发生较大变化,而
修辞是语言的存在方式及其自我运动过程,是事物本身与其表现方式的同一。修辞表现语言为讲话的现实性、真理性和意义整体性,且自我表现为人的语言存在、人的自我理解和伦理的自我阐明的统一过程。在伽达默尔哲学诠释学语境中,修辞是语言、逻各斯和实践之共在关系的基本形态,人因其作为讲话者而具有某种世界关系和生命意义定向。修辞规定了属于人本身的可能性,使人成为其所是和能是的存在。在此意义上,伽达默尔“一体性”修辞学