土工格柵蠕變特性及加筋土本構(gòu)模型研究.pdf

1、近年來(lái)，加筋土技術(shù)日新月異，加筋土結(jié)構(gòu)以施工簡(jiǎn)捷和造價(jià)低廉的優(yōu)點(diǎn)，在公路工程中得到了廣泛的應(yīng)用，但是加筋土的理論分析與設(shè)計(jì)滯后于工程實(shí)踐。過(guò)去很多研究中把土工格柵當(dāng)成彈性材料處理，因而難以考慮作為高分子聚合物的土工格柵在長(zhǎng)期荷載作用下產(chǎn)生的蠕變對(duì)加筋土結(jié)構(gòu)工作性能的影響。 因此，本文以土工格柵在長(zhǎng)期荷載作用下的蠕變特性及其對(duì)加筋土結(jié)構(gòu)應(yīng)力和變形的影響為中心，主要開展了以下試驗(yàn)和理論研究工作： (1)選用國(guó)產(chǎn)高密度聚乙烯土

2、工格柵為試驗(yàn)材料，通過(guò)土工格柵的蠕變?cè)囼?yàn)，研究其在環(huán)境溫度和不同荷載條件下的蠕變特性和松弛效應(yīng)，確定其在一定溫度下的長(zhǎng)期蠕變強(qiáng)度計(jì)算模式。然后，進(jìn)行以往研究的土工格柵蠕變模型的歸納分類，并評(píng)價(jià)它們的適用性與可靠性。(2)結(jié)合本文土工格柵的蠕變?cè)囼?yàn)結(jié)果，建立土工格柵的粘彈性本構(gòu)模型以及粘彈塑性損傷本構(gòu)模型，然后基于最優(yōu)化理論分別求出模型參數(shù)，并分析了模型參數(shù)對(duì)其影響因素的依賴性。(3)建立考慮土工格柵粘彈性的加筋土本構(gòu)模型，基于最優(yōu)化理論

3、求解加筋土的本構(gòu)模型參數(shù)，再研究加筋土應(yīng)力-應(yīng)變特性隨不同影響因素變化而變化的規(guī)律。 在開展試驗(yàn)與理論研究的過(guò)程中，得到了一些有益的結(jié)論，例如： (1)以往研究的土工格柵典型蠕變模型以冪函數(shù)型的精度最高。但是，三類典型的蠕變模型都只適合于描述低應(yīng)力比下的衰減模式蠕變，不適合描述高應(yīng)力比下的非衰減模式蠕變。(2)土工格柵三參數(shù)粘彈性模型能夠較準(zhǔn)確地反映土工格柵在低應(yīng)力比情況下的兩階段衰減蠕變特性?？紤]材料粘塑性變形以及損傷

4、的蠕變模型而建立的土工格柵粘彈塑性損傷模型，能夠較準(zhǔn)確地反映其在高應(yīng)力情況下的三階段非衰減蠕變特性。(3)加筋土單元中土工格柵的微觀應(yīng)力與其抗拉強(qiáng)度、加筋層間距、土的特性和時(shí)間有關(guān)；在加筋土單元宏觀應(yīng)力不變時(shí)，土工格柵產(chǎn)生應(yīng)力松弛，使土工格柵單元的微觀應(yīng)力數(shù)值逐漸減小，土體單元微觀應(yīng)力的數(shù)值逐漸增大，直到加筋土塑性到達(dá)時(shí)間Tp時(shí)，單元的微觀應(yīng)力趨于穩(wěn)定；土工格柵的模型參數(shù)和土體的變形與強(qiáng)度參數(shù)對(duì)Tp的影響有大有小。 希望本文的研