西安黄土的动力特性及其动本构关系的研究

发布时间：2017-08-28 10:19

  本文关键词：西安黄土的动力特性及其动本构关系的研究

  更多相关文章： 黄土 动剪切模量 阻尼比 动本构模型

【摘要】：动荷载作用下土的动力特性及其稳定性分析对抗震具有重要意义,动剪切模量和阻尼比是抗震分析和设计的重要参数,动本构关系是土体动力分析的基本条件,目前关于非饱和黄土的动力特性及其动本构关系的研究仍然较少,因此,开展本课题研究有着重要的理论意义和实际价值。本文通过动三轴试验分析不同含水率、干密度、动荷载频率、固结应力比和围压对西安非饱和黄土动应力-动应变关系、动剪切模量、阻尼比等动力特性的影响,研究结果表明:黄土的动应力-动应变关系曲线呈双曲线型;在相同试验条件下,黄土的含水率越小,试样产生相同应变所需的动应力越大,干密度、动荷载频率、固结应力比和围压越小,试样产生相同应变所需的动应力越小;随着动剪应变的增大,动剪切模量逐渐减小并趋于稳定;含水率越小,黄土的最大动剪切模量越大,干密度、动荷载频率、固结应力比和围压越小,黄土的最大动剪切模量越小;随着动剪应变的增大黄土的阻尼比表现为波动上升的趋势,且一般在0.1~0.32范围内;当剪应变在0~0.3%时,随着频率的增大,阻尼比的增长速率显著提高。本文在黄土动力特性试验研究的基础上,基于反三角函数建立了黄土的动本构模型,并根据不同的试验条件分析模型参数的变化规律,验证了模型对西安非饱和黄土的适用性,研究结果表明,当应变在0~1%范围时,本文模型可以较好的反映黄土的动应力-动应变关系曲线。
【关键词】：黄土 动剪切模量 阻尼比 动本构模型
【学位授予单位】：西安建筑科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU444
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-18
• 1.1 选题的背景及意义8-9
• 1.2 土动力特性的研究现状9-13
• 1.3 土动本构模型的研究现状13-17
• 1.4 本文的研究内容17-18
• 2 黄土的动力特性试验18-28
• 2.1 引言18
• 2.2 试样物理性质指标18
• 2.3 试验方案18-27
• 2.3.1 试验控制条件18-20
• 2.3.2 试验参数选取20-24
• 2.3.3 试验土样制备24-25
• 2.3.4 试验步骤25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 3 黄土动力特性分析28-52
• 3.1 引言28
• 3.2 黄土的动应力-动应变关系28-36
• 3.2.1 围压对黄土动应力-动应变关系的影响28-30
• 3.2.2 频率对黄土动应力-动应变关系的影响30-32
• 3.2.3 含水率对黄土动应力-动应变关系的影响32-34
• 3.2.4 固结应力比与干密度对黄土动应力-动应变关系的影响34-36
• 3.3 黄土的动剪切模量36-47
• 3.3.1 围压对黄土动剪切模量的影响37-40
• 3.3.2 频率对黄土动剪切模量的影响40-42
• 3.3.3 含水率对黄土动剪切模量的影响42-44
• 3.3.4 固结应力比与干密度对黄土动剪切模量的影响44-47
• 3.3.5 不同条件下黄土的最大动剪切模量47
• 3.4 黄土的阻尼比47-51
• 3.5 本章小结51-52
• 4 黄土的动本构模型52-80
• 4.1 引言52
• 4.2 土动应力-动应变关系特点52-56
• 4.2.1 基本力学元件的动应力-动应变关系52-53
• 4.2.2 基本力学元件在组合情况下的动应力-动应变关系53-56
• 4.2.3 土动应力-动应变关系曲线特点56
• 4.3 土动本构模型的研究方法56-58
• 4.4 H-D模型反映非饱和黄土动应力-动应变骨干曲线的不足58-63
• 4.5 基于反三角函数建立动本构模型63-69
• 4.5.1 动本构模型的建立原则64
• 4.5.2 动本构模型的建立64-67
• 4.5.3 本文模型的特点67-69
• 4.6 本文模型对非饱和黄土的适用性69-78
• 4.7 本章总结78-80
• 5 结论与展望80-82
• 5.1 结论80-81
• 5.2 展望81-82
• 致谢82-83
• 参考文献83-89
• 附录 攻读硕士学位期间发表的论文及科研情况89

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本文编号：747563