遼西地區(qū)風積土的強度、凍融特性及其分形性質(zhì)的研究.pdf

1、通過對風積土的含水量、密度、比重等指標進行測試、顆粒分析和粒度分布分形性質(zhì)的研究,系統(tǒng)地研究了風積土的物理性質(zhì),對物理參數(shù)的分析表明:風積土的顆粒成分中細顆粒為主要顆粒,其結(jié)構相對致密,浸水后不具有明顯的濕陷性,初步推斷風積土易發(fā)生凍脹,且其粒度分布具有明顯的自相似性.通過對不同凍結(jié)溫度和不同初始含水量的單軸強度試驗,得出風積土的破壞形式為:高溫狀態(tài)或含水量較小時表現(xiàn)為塑性破壞,低溫狀態(tài)或含水量較大時則表現(xiàn)為脆性破壞,并采用分形插值理論

2、獲得了凍風積土單軸狀態(tài)的應力—應變曲線;通過不同凍結(jié)溫度、不同圍壓下的三軸強度試驗和三軸蠕變試驗,在理論分析的基礎上,回歸得出了凍風積土的三軸本構關系和三軸蠕變方程.利用SYC—2型非金屬超聲波檢測儀設計了動態(tài)損傷監(jiān)測系統(tǒng),獲得了凍風積土的抗壓強度、抗拉強度、彈性模量等物理參數(shù)和聲波參數(shù)的關系;實現(xiàn)了對凍風積土損傷的動態(tài)監(jiān)測,基于損傷和分形理論建立了損傷變量和分形維數(shù)隨應力變化的數(shù)學經(jīng)驗表達式.進行了風積土在不同凍結(jié)溫度、含水量、干密度

3、等條件下的水分遷移試驗,建立了水熱耦合條件下水分遷移的數(shù)學模型,獲得了試樣的溫度分布規(guī)律.自行設計了風積土在水分、溫度、荷載作用下的凍融試驗系統(tǒng),進行了封閉和開敞系統(tǒng)的凍融試驗.通過對風積土的水分遷移試驗,得出在靠近冷端的一定深度內(nèi),凍結(jié)后的含水量并沒有持續(xù)增加,反而有減小的趨勢,在此稱之為人工凍結(jié)試驗的"頂端效應",這一點在數(shù)值計算中是無法考慮的;凍融試驗表明溫度的降低一方面會造成凍脹量的增加,同時溫度梯度增大對水分遷移的充分性又是不