高温-高含冰量冻结粘土静动力学试验研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 高志华 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-11-14 |
| 授予单位 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 |
| 授予地点 | 寒区旱区环境与工程研究所 |
| 导师 | 赖远明 |
| 关键词 | 高温－高含冰量冻土 弹塑性模型 强度 动力学参数 随机损伤本构 |
| 其他题名 | Mechanical Experiment Research on Warm and Ice-rich Frozen Clay to Static/Dynamic Loads |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 中文摘要 | 青藏高原冻土区是北半球中、低纬度地带海拔最高、分布面积最广、厚度最大的冻土区。冻土面积为200多万平方公里，占我国领土面积的22.4 %。随着社会经济的发展，冻土区的工程活动已日益增多，冻土力学性质的研究也就成为寒区工程中最重要的任务之一，现有的研究更多的是集中在低温、低含水量条件下进行的。可是就运行多年的青藏公路和刚竣工的青藏铁路穿越路段的勘察表明：公路穿越的多年冻土中，年平均地温高于-1.5 ℃的高温冻土段长416 km，占了整个多年冻土长度的76 %，许多地段的温度都达到了0~-0.5 ℃。另外，全部多年冻土中高含冰量冻土段占了全长的59 %；就青藏铁路而言，共有632 km穿越多年冻土区，其中有275 km处于高温冻土区内(年平均地温≥-1.0℃)，有221 km通过高含冰量冻土区，高温、高含冰量冻土重叠路段为134 km。然而受试验条件所限，加之问题本身的复杂性，大量的试验均在较低的温度条件下进行，对高温、高含冰量冻土，尤其是温度接近0 ℃的冻土研究甚少。为此作者开展了室内高温－高含冰量冻土的静、动三轴试验的研究；同时从统计学理论出发，对高温冻土的随机本构也进行了初步的研究，得到了如下主要结论： (1) 通过对不同温度、不同围压(温度：-0.5 ℃、-1.0 ℃、-2.0 ℃、-4.0 ℃、-6.0 ℃，围压：-0.5 MPa～18.0 MPa)、含水量为50％的青藏线冻结重塑粘土静三轴试验研究发现：在相同温度下，不同条件下的应力-应变曲线形态基本相同。在温度 和 时破坏形式为塑性破坏，当温度 时，破坏形式为脆性破坏；抗剪强度随着负温的增大而增大，相同负温抗剪强度随围压的变化不是很明显，所以在相同的温度下，可以采用对静水压力不敏感的Mises准则来描述冻土的破坏准则。采用弹塑性模型可以很好地反映土体弹塑性应变软化和应变硬化现象。 (2) 开展了温度分别为-0.5 ℃、-1.0 ℃、-2.0 ℃、-4 .0℃，围压为0.3 MPa、0.5 MPa、1.0 MPa、3.0 MPa、5.0 MPa的动三轴试验，发现用广义的双曲线模型能更好地描述高温高含冰量冻土的应力应变关系；本次试验条件下冻土的动弹模和轴向应变之间呈非线性关系；动阻尼比随动应变、温度、围压的变化而变化；动强度和振次对数呈线性关系变化，和温度呈二次变化关系，得出了高温－高含冰量冻土强度的计算公式；残余轴应变随着振次的增大而增大，呈幂函数的关系，随负温的增大而变小，围压对本文试验条件下的冻土残余应变影响不大。 (3) 在－0.5 ℃、－1.0 ℃以及－2.0 ℃三种不同温度下各进行了50个单轴压缩试验，从试验结果可得出以下结论：Weibull分布能很好地反映高温冻土的强度分布规律；应用损伤理论和概率与数理统计理论推导的随机损伤模型能很好地反映高温冻土破坏的全过程，特别是其软化特性。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-08-22 |
| 页码 | 99 |
| 源URL | [http://ir.casnw.net/handle/362004/21631]  |
| 专题 | 寒区旱区环境与工程研究所_研究生学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 高志华. 高温-高含冰量冻结粘土静动力学试验研究[D]. 寒区旱区环境与工程研究所. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：寒区旱区环境与工程研究所
浏览0
下载0
收藏0
其他版本
除非特别说明，本系统中所有内容都受版权保护，并保留所有权利。