天然沉積土結構漸進損傷機理與定量演變規律研究

《天然沉積土結構漸進損傷機理與定量演變規律研究》是依託福州大學,由曾玲玲擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

  • 中文名:天然沉積土結構漸進損傷機理與定量演變規律研究
  • 依託單位:福州大學
  • 項目類別:面上項目
  • 項目負責人:曾玲玲
項目摘要,結題摘要,

項目摘要

天然沉積土在外部環境作用下極易發生土結構損傷而導致工程災變, Chandler靈敏度體系是目前得到廣泛採納的定量評價土結構性的一個理論框架。針對Chandler靈敏度體系只能定量評價土結構性的強弱程度而不能評價土結構漸進損傷的關鍵科學問題,本研究耦合Liu-Carter模型、固有壓縮理論和固有強度線,構建土結構性和漸進損傷發展過程的定量評價方法,為完善Chandler靈敏度理論體系及其套用於實際工程奠定基礎。預期的主要貢獻如下:(1)提出天然沉積土結構漸進損傷基準的確定方法,突破Chandler靈敏度體系中評價基準線依賴專用試驗設備且精度要求高的困境;(2)提出在外加荷載作用下天然沉積土結構損傷速率的定量演變規律,彌補Chandler靈敏度體系沒有考慮土結構漸進損傷的缺陷;(3)揭示天然沉積土屈服漸進損傷與強度漸進損傷的內在聯繫,解決Chandler靈敏度體系適用條件經常與實際工況不吻合的難題。

結題摘要

天然沉積結構性土地基在外部環境作用下經常發生土結構損傷而導致地基工後沉降大、基坑塌陷、大面積滑坡等重大工程災變問題。本項目針對現有靈敏度體系只能分析土結構性的強弱程度而不能評價土結構漸進損傷的關鍵科學問題,以天然沉積結構性土為研究對象,採用試驗、理論分析與數值模擬相結合的方法,展開了系統研究,獲得了以下主要創新成果:(1)結合項目課題組提出的重塑屈服概念和初始狀態對壓縮性狀的影響規律,建立了能夠覆蓋實際工程中遇到的大多數天然沉積土的壓縮屈服漸進損傷評價基準,提出了相關關鍵參數的確定方法與定量表達式,彌補了現有土結構性評價體系忽視重塑土初始狀態影響的重大缺陷;(2)基於課題組提出的天然沉積土壓縮性狀三個階段控制機理,構建了描述土結構壓縮漸進屈服損傷的演化模型,彌補現有土結構性靈敏度體系沒有考慮土結構漸進損傷的缺陷;(3)構建了能夠考慮應力路徑和初始狀態影響的固結不排水抗剪強度與孔隙指數關係隨強度應力比的定量演變規律,揭示了天然沉積土壓縮屈服漸進損傷與強度漸進損傷的內在聯繫,解決了現有土結構性靈敏度體系經常與實際工況不吻合的難題。本研究的成果不僅攻克了現有土結構性評價體系的重大缺陷,也為靈敏度理論套用於實際工程提供一條簡單實用的路徑,能夠有效套用於天然沉積土地基處理、邊坡工程、基坑開挖、地下工程的技術創新與實踐。

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