冻结水泥改良风积土的动力特性与本构模型研究

论文摘要

风积土广泛分布于辽宁西部,该地区常对风积土进行适当的改良,使其能够成为一种优良的路基填料。本文以水泥改良风积土作为研究对象,进行了相关的动、静三轴试验、水稳定性试验、配合比试验等室内试验,利用Midas GTS NX进行了相关模拟研究,主要研究成果如下:(1)对取回的风积土进行了筛分,并进行了不同水泥含量下的击实试验,得到了水泥改良风积土的最优含水率。按最优含水率和不同水泥含量制备成标准试件后,常温养护7d,进行无侧限抗压强度试验,研究其强度特性。对常温养护7d的不同水泥含量的试件进行水稳定性试验,分析其水稳定性。(2)对常温养护7d的冻结水泥改良风积土试件进行了动力三轴加载试验,研究其阻尼比、动弹性模量、骨干曲线的变化情况,对多种动应力—动应变模型的适用性进行了分析和研究。(3)通过运用连续介质损伤力学、热力学等相关研究成果对试验过程进行分析,得到了温度梯度为0的冻土耗散不等式。再通过推导得到了冻结水泥改良风积土演化方程D的函数特性和基本边界条件。试件受循环荷载作用时,其产生的累计损伤是一个非线性的叠加过程。通过对损伤变量的引入得到了本文的蠕变本构模型和流变本构模型,并对相关试验数据进行了拟合。(4)建立了有限元模型后,对路基在CRTSIII型板式无砟轨道荷载作用下的最大变形情况进行了分析。定义列车荷载,对双向相向的列车荷载作用下路基加速度、速度、应力、应变在各方向的响应情况进行了分析,对单侧、双侧列车荷载作用下,沿X方向的加速度、速度、应力、应变响应进行了对比分析。该论文有图44幅、表11个、参考文献67篇。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• abstract
• 变量注释表
• 1 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 国内外研究现状
•   1.3 主要研究内容
•   1.4 研究方法
•   1.5 技术路线
• 2 水泥改良风积土的强度与水稳定性试验研究
•   2.1 材料特性与水泥改良风积土原理
•   2.2 水泥改良风积土最优含水率的测定
•   2.3 试件制备和养护
•   2.4 水泥改良风积土的静力分析
•   2.5 小结
• 3 冻结水泥改良风积土的动力特性研究
•   3.1 冻结水泥改良风积土的三轴试验
•   3.2 试验结果与分析
•   3.3 冻结水泥改良风积土的动力本构模型
•   3.4 小结
• 4 冻结水泥改良风积土的本构模型研究
•   4.1 冻土流变曲线的分类
•   4.2 考虑累计塑性应变的本构模型研究
•   4.3 小结
• 5 冻结水泥改良风积土路基的模拟研究
•   5.1 工程概况
•   5.2 模型的构建与相关参数的设置
•   5.3 路基承受静力荷载的竖向最大变形分析
•   5.4 列车荷载分析
•   5.5 列车荷载作用下的动力响应分析
•   5.6 单向列车荷载与双向列车荷载作用下的动力响应分析
•   5.7 小结
• 6 结论和展望
•   6.1 本文主要结论
•   6.2 展望
• 参考文献
• 作者简历
• 附录1
• 学位论文数据集

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 白仁钰

导师: 张向东

关键词: 路基工程,冻结水泥改良风积土,损伤特性,循环荷载,流变本构模型,蠕变本构模型,动力响应

来源: 辽宁工程技术大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 辽宁工程技术大学

基金: 超深矿井软岩裂隙-湿度-应力耦合蠕变破坏与高强控制机理研究.国家自然科学基金项目,编号:51774166,室内试验

分类号: TU43

DOI: 10.27210/d.cnki.glnju.2019.000097

总页数: 99

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