深部人工凍土力學(xué)特性及分數(shù)階導(dǎo)數(shù)西原模型研究.pdf

1、近年來，隨著寒區(qū)工業(yè)和農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展以及凍結(jié)法施工技術(shù)在煤礦凍結(jié)法鑿井、越海隧道、越江隧道、地鐵等工程上的推廣和應(yīng)用。在工程中出現(xiàn)了各種工程問題如:煤礦透水、隧道的坍塌、海底隧道透水等，這些問題造成了生產(chǎn)停工，列車中斷行車，巨大的經(jīng)濟損失等問題，給社會帶來了巨大的影響;人們也日益認識到了解決凍土問題的緊迫性，因此，凍土的研究已成為重要的研究課題;本文正是基于此對凍土的彈塑性本構(gòu)模型及粒子群分數(shù)階導(dǎo)數(shù)的西原模型進行了研究。本文研究成果無論

2、是在理論上還是在解決實際工程問題均具有重要的指導(dǎo)意義。
　　利用安徽理工大學(xué)凍土研究所自行研制的W3Z—200型電液伺服三軸試驗機凍結(jié)砂質(zhì)黏土進行力學(xué)試驗，對原狀土和重塑土進行了不同溫度（-5℃、-10℃、-15℃)和不同圍壓(1MPa、2MPa、3MPa)條件下的三軸剪切試驗，獲得了應(yīng)力—應(yīng)變曲線及三軸剪切強度，通過比較可以發(fā)現(xiàn)重塑土的強度低于原狀土的強度。原狀土呈應(yīng)變軟化型，重塑土屬于強應(yīng)變硬化型?；趦鐾恋钠茐臏蕜t、屈服準則

3、、相關(guān)聯(lián)的流動法則，同時建立了修正劍橋模型的凍土的屈服函數(shù)，確立了凍土的彈塑性本構(gòu)模型，為了驗證本構(gòu)模型的合理性，對本構(gòu)模型進行了采用隱式函數(shù)積分格式的程序求解，驗證了本構(gòu)模型的合理性。
　　利用安徽理工大學(xué)凍土研究所自行研制的WDT—100型型微機控制電液伺服凍土單軸試驗機進行了凍結(jié)砂質(zhì)黏土的蠕變力學(xué)試驗，分別進行了三個溫度（-5℃、-10℃、-15℃）和三個加載系數(shù)（0.3σs、0.5σs、0.7σs（σs—單軸強度）下的單軸