動(dòng)荷載作用下人工凍土力學(xué)特性及本構(gòu)模型研究.pdf

1、通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)研究獲得動(dòng)荷載作用下人工凍黏土變形規(guī)律，基于試驗(yàn)結(jié)果推導(dǎo)了人工凍土動(dòng)荷載本構(gòu)滿足改進(jìn)的西源模型，通過(guò)凍結(jié)井塔基礎(chǔ)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)驗(yàn)證了動(dòng)荷載凍土本構(gòu)模型的正確性。
　　 采用正弦波模擬凍結(jié)井塔基礎(chǔ)在提升荷載作用下的變形規(guī)律。試驗(yàn)方案中考慮的因數(shù)為:人工凍土震動(dòng)頻率取:0.2HZ、0.4HZ、0.6HZ;凍結(jié)溫度:-5℃、-10℃、-15℃;固結(jié)圍壓:0.5MPa、1.0MPa、1.5MPa等，共計(jì)試驗(yàn)次數(shù)81次。通過(guò)應(yīng)用正交

2、方法安排凍黏土試驗(yàn)方案，只需要9次能不重復(fù)完成所有試驗(yàn)項(xiàng)目?jī)?nèi)容。并獲得如下結(jié)論:
　　 動(dòng)荷載作用下凍土體的動(dòng)彈性模量受溫度影響最大;溫度升高，動(dòng)彈模降低;溫度降低，動(dòng)彈模增大，增幅約為:10MPa/℃。動(dòng)彈模隨圍壓波動(dòng)起伏，隨振動(dòng)頻率增大而增大，達(dá)到0.25MPa/Hz。隨動(dòng)應(yīng)變的增加而增大，達(dá)到0.05MPa/％。
　　 動(dòng)剪切模量隨圍壓的增加而增大，隨荷載振次的增加而降低，隨溫度的降低而線性增加，增幅為:150MP

3、a/℃。凍土的動(dòng)阻尼比隨應(yīng)變幅值和圍壓的增大而增大，隨著溫度的降低而迅速變小，隨著荷載振動(dòng)頻率的增大而降低。
　　 凍結(jié)黏土的動(dòng)蠕變曲線分為明顯的三個(gè)階段:穩(wěn)定蠕變階段、衰減蠕變階段和加速蠕變階段。依據(jù)人工凍土室內(nèi)動(dòng)三軸試驗(yàn)結(jié)果，基于動(dòng)力學(xué)、連續(xù)介質(zhì)力學(xué)和凍土力學(xué)原理，建立人工凍土在動(dòng)荷載作用下的本構(gòu)模型，即彈-黏彈-黏塑性本構(gòu)模型，并提出模型參數(shù)確定方法，推導(dǎo)出其彈性應(yīng)變?nèi)岫染仃嚒に苄詰?yīng)變?nèi)岫染仃?，并嵌入到大型?shù)值模擬軟件A