非飽和粉砂抗拉強度特性研究.pdf

1、土體拉伸破壞是巖土工程領域中不可忽視的一個問題。但由于土體抗拉強度相對于抗剪強度而言，其值相對偏小，所以在實際工程應用中一般認為土體不能承受拉應力。另外，由于對抗拉強度的試驗量測相對困難，國內外對其研究都較少，相關的研究文獻也較為缺乏。近年來，隨著我國經濟的蓬勃發(fā)展，公路、機場、大壩、地鐵的修建日益興起，對建筑物或構筑物的抗拉和抗裂能力有了更高的要求，越來越多的工程問題牽涉到土體的抗拉強度，如地面開裂，土石壩心墻裂縫，水力劈裂等都是土體

2、拉伸破壞的表現形式。因此，對于土體拉伸特性的深入研究不僅對完善土體的強度理論有著重要的理論意義，更是對解決復雜巖土工程問題有著重要的實際應用價值。
　　本文以非飽和粉砂為研究對象，利用自主開發(fā)研制的土體抗拉強度試驗裝置，運用等速率單軸拉伸方法對非飽和粉砂的抗拉強度進行了系統(tǒng)的研究工作，開展了不同干密度和含水量條件下的非飽和土抗拉強度試驗研究，在此基礎上提出了非飽和土抗拉強度模型，并基于有限元程序對室內抗拉強度試驗進行了數值模擬和分

3、析。
　　本文取得的主要研究成果如下:
　　1.自主開發(fā)研制了可對不同初始條件下非飽和土進行抗拉強度測試的非飽和土抗拉強度試驗裝置。利用該試驗裝置，開展了不同初始干密度和不同初始含水量條件下非飽和粉砂抗拉強度測試，通過試驗得到了特定條件下非飽和粉砂在拉力作用下的拉伸作用力-時間曲線、位移-時間曲線、拉伸作用力-位移曲線和拉伸應力-應變曲線，并基于上述試驗結果最終獲得了不同初始干密度條件下上述非飽和粉砂抗拉強度-含水量關系曲線

4、。
　　2.基于試驗研究成果，揭示了非飽和粉砂抗拉強度隨干密度和含水量的演化規(guī)律，并進一步基于土體內部微觀結構的演化，分析得到了非飽和粉砂抗拉強度演化的微觀機理。在此基礎上提出了一個能考慮干密度和含水量影響的非飽和土抗拉強度預測模型，并利用試驗數據對該模型的有效性和適用性進行了驗證。
　　3.基于大型有限元分析軟件ABAQUS，對上述非飽和土抗拉強度試驗進行了有限元模擬分析，通過對上述室內抗拉強度試驗進行建模，計算分析了試樣