砂卵石力学参数确定方法研究

发布时间：2017-08-20 11:31

  本文关键词：砂卵石力学参数确定方法研究

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【摘要】：成都砂卵石地层是一种典型的力学不稳定层,其力学特性与其他岩土体有很大差别,单个卵石强度高、自稳能力差、粘聚力小、粒径相差悬殊。大颗粒砂卵石力学参数取值具有较大的难度,因为到目前为止,先是通过动力触探现场测定砂卵石密实度,然后通过筛分试验确定颗粒大小,最后进行室内剪切试验完成砂卵石力学参数确定,这种方法因受试验剪切盒大小限制,不能确定大粒径卵石力学参数。为了更精确确定卵石力学参数,本文采用室内试验和数值试验相结合的方式,提出了一套确定砂卵石不同密实度和不同粒径大小的力学参数的方法,并通过工程实例验证该方法的可行性与合理性。其主要包括以下几个部分内容：(1)采用砂卵石室内试验和数值试验相结合方式,提出确定砂卵石不同密实度和不同颗粒粒径宏观力学参数的一种新方法。(2)在室内完成了一种密实度、粒径大小砂卵石单轴压缩试验和砂卵石大型直剪试验,得到了一种密实度、粒径大小砂卵石宏观力学参数。(3)通过砂卵石细观参数敏感性分析,确定各细观参数对宏观参数影响大小,然后结合砂卵石室内剪切与压缩试验数据,完成了砂卵石细观参数Ks、kn、kn/ks和fric的标定。(4)在同一场地下,假定砂卵石细观力学参数不随砂卵石密实度和颗粒大小的改变而改变,结合已标定的细观力学参数进行砂卵石数值实验,得到了不同密实度和不同颗粒径宏观力学参数(E、u、中)。(5)通过室内剪切试验和成都某基坑实例反分析力学得到的力学参数,与本文所采用的方法得到的参数对比分析,其值相差较少,证明了本文提出的方法是合理可行的。
【关键词】：砂卵石 力学参数 细观参数 数值模拟
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU45
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 第1章 绪论8-18
• 1.1 选题背景及意义8-9
• 1.2 研究现状9-14
• 1.2.1 砂卵石研究现状9-10
• 1.2.2 砂卵石力学参数确定方法研究现状10-14
• 1.3 本文主要研究内容及技术路线14-17
• 1.3.1 研究内容14-15
• 1.3.2 研究方法15-16
• 1.3.3 技术路线图16-17
• 1.4 论文主要创新点17-18
• 第2章 砂卵石力学参数确定新方法18-24
• 2.1 确定砂卵石力学参数方法提出18
• 2.2 新方法具体步骤18-20
• 2.3 颗粒流程序基本理论20-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第3章 砂卵石细观参数标定试验24-34
• 3.1 取样地理位置24
• 3.2 砂卵石现场取样24-25
• 3.3 砂卵石单轴压缩试验25-28
• 3.3.1 试验仪器设备及试验方法25-27
• 3.3.2 垂直应力-应变曲线27-28
• 3.4 砂卵石大型直剪试验28-33
• 3.4.1 试验设备及试验方法28-31
• 3.4.2 剪切应力-应变曲线31-33
• 3.5 本章小结33-34
• 第4章 砂卵石细观参数的标定34-52
• 4.1 颗粒流细观参数标定方法34-36
• 4.1.1 细观参数标定原则34-35
• 4.1.2 砂卵石细观参数标定方法35-36
• 4.2 砂卵石细观模型的建立36-41
• 4.2.1 砂卵石颗粒集生成36-38
• 4.2.2 伺服机制及试样固结38
• 4.2.3 砂卵石初始参数选取38-39
• 4.2.4 砂卵石模型的生成39-41
• 4.3 单轴压缩参数敏感性分析41-43
• 4.3.1 颗粒刚度对宏观应力-位移关系的影响41-42
• 4.3.2 颗粒刚度比对宏观应力-应变关系的影响42
• 4.3.3 颗粒间摩擦系数对宏观应力-位移关系的影响42-43
• 4.4 直剪试验参数敏感性分析43-45
• 4.4.1 颗粒刚度对宏观应力-应变关系的影响43-44
• 4.4.2 颗粒刚度比对宏观应力-应变关系的影响44-45
• 4.4.3 颗粒间摩擦系数对宏观应力-应变关系的影响45
• 4.5 砂卵石细观参数标定--基于室内试验45-51
• 4.5.1 卵石颗粒刚度比的标定46
• 4.5.2 卵石颗粒刚度的标定46-48
• 4.5.3 卵石颗粒之间摩擦系数的标定48-51
• 4.6 本章小结51-52
• 第5章 不同密实度及颗粒大小砂卵石力学参数确定52-70
• 5.1 砂卵石分布特点52
• 5.2 不同密实程度砂卵石细观参数确定52-54
• 5.2.1 基本假定条件52-53
• 5.2.2 砂卵石密实度与密度之间关系53-54
• 5.2.3 砂卵石细观参数取值54
• 5.3 不同密实程度砂卵石力学参数确定54-63
• 5.3.1 不同密实程度砂卵石模型生成54-55
• 5.3.2 不同密实程度砂卵石压缩模量确定55-57
• 5.3.3 不同密实程度砂卵石弹性模量确定57-58
• 5.3.4 不同密实程度砂卵石内摩擦角确定58-62
• 5.3.5 不同密实程度砂卵石泊松比确定62-63
• 5.4 不同粒径砂卵石力学参数确定63-69
• 5.4.1 不同粒径砂卵石模型建立63-64
• 5.4.2 不同粒径砂卵石压缩模量确定64-65
• 5.4.3 不同粒径砂卵石弹性模量确定65
• 5.4.4 不同粒径砂卵石内摩擦角确定65-69
• 5.4.5 不同粒径砂卵石泊松比确定69
• 5.5 本章小结69-70
• 第6章 实例验证分析70-88
• 6.1 一般说明70
• 6.2 室内试验验证70-71
• 6.3 工程实例验证71-72
• 6.3.1 项目基本情况71-72
• 6.3.2 工程地质与水文条件72
• 6.4 基坑水平位移72-75
• 6.4.1 基坑支护特点72-73
• 6.4.2 水平位移监测点布置73-74
• 6.4.3 水平位移监测资料统计分析74-75
• 6.5 深基坑数值模型的建立75-78
• 6.5.1 模型尺寸与边界75
• 6.5.2 本构模型参数取值及初始条件75-76
• 6.5.3 基坑支护结构的模拟76-77
• 6.5.4 模拟的步骤和收敛性的判断77-78
• 6.5.5 模型的生成78
• 6.6 不同开挖工况下基坑水平位移78-87
• 6.7 本章小结87-88
• 第7章 结论及展望88-90
• 7.1 本文工作总结88-89
• 7.2 展望89-90
• 致谢90-91
• 参考文献91-94

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本文编号：706399