● 摘要
冻土在自然界分布广泛,冻土灾害危害极大。冻土是复杂的多相体系,表现出十分特殊和复杂的力学特性和变形特性,因此冻土的强度和应力—应变关系与正常温度下的土有很大的区别。影响冻土的强度和应力—应变关系的因素有很多,其中温度和围压是两个至关重要的因素。本文的主要目的就是建立一个能考虑围压和温度影响的冻土的非线性强度准则;将温度作为变量引入到UH模型中建立一个能够反映冻土的应力—应变关系的冻土UH模型。 (1)冻土的非线性强度准则 通过试验数据分析冻土的粘聚力和内摩擦角两个土性参数随温度的变化规律。探究冻土强度受温度和围压的影响机理,并分析影响的规律。之后基于广义非线性强度准则可以考虑到围压的影响和能描述强度的非线性的特性,分析各参数随温度、围压变化的规律,修正参数,从而建立适合描述冻土的非线性强度准则的表达式。最后将预测值与试验数据对比,验证冻土的非线性准则的适用性。 (2)冻土的UH模型 首先通过试验数据分析温度对冻土力学特性的影响,得出压缩特性受温度影响的规律,建立一个能够反映温度对冻土前期固结压力影响的加载屈服线,参考超固结土潜在强度的计算方法来确定冻土的临界状态应力比,分析三轴拉伸强度随温度变化的规律,得到冻土三轴拉伸强度的表达式;其次分析冻土的变形特性,发现温度、围压等因素影响冻土的压硬性、软硬化特性、剪缩剪胀特性;之后在上述分析的基础上将温度作为变量引入到UH模型中建立一个能考虑超固结程度的适用于冻土的UH模型,;最后对两种冻土的应力—应变关系进行预测,并与试验数据对比,验证冻土的UH模型的合理性。
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