基于干湿循环稳定状态的膨胀土变形机理与本构模型研究

基本信息
批准号:41602286
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:18.00
负责人:魏星
学科分类:
依托单位:西南交通大学
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:毛坚强,常志旺,袁冉,周俊,蒋立,张拳,张昭
关键词:
膨胀土本构理论临界状态胀缩变形干湿稳定状态
结项摘要

The swelling-shrinkage equilibrium state, which expansive soils will reach after experiencing several wetting-drying cycles, provides a theoretical basis for developing new modeling framework for expansive soils. Unfortunately until now there are no systematic experimental and theoretical achievements on the swelling-shrinkage equilibrium state of expansive soils. Through a series of suction-controlled cyclic wetting-drying tests as well as post-cyclic compression tests both on intact and remolded expansive soil samples, this study will focus on: 1) revealing the physical mechanism, influence factors and specific pattern of the swelling-shrinkage equilibrium state, 2) elucidating the intrinsic relation of the apparent swelling-shrinkage behavior to the microscopic and mesoscopic structure of expansive soils; and 3) seeking a decomposition methodology and providing its corresponding descriptions for the apparent swelling-shrinkage deformation. After that, a constitutive model within the framework of the swelling-shrinkage equilibrium state theory will be proposed and a numerical procedure will be developed for evaluating the deformation and stability of expansive soil foundations. The expected achievements will be conductive to geological hazard evaluation and prevention in expansive soil areas.

干湿循环作用下,膨胀土在发生不可逆的结构调整后将达到一个干湿稳定状态,该状态决定了膨胀土在干湿循环作用下的最终变形形态。干湿循环稳定状态对于发展新的膨胀土本构理论框架具有重要价值,但目前还缺乏系统的试验和理论研究成果。本项目拟通过系统的原状膨胀土和重塑膨胀土的干湿循环试验和干湿循环后的加载试验,重点解决:(1)干湿循环稳定状态的物理机制、影响因素和具体形式;(2)宏观胀缩变形规律与膨胀土微、细观两个结构层次的内在联系;(3)膨胀土宏观胀缩变形的分解机制和描述方法。在此基础上,发展基于稳定状态的非饱和膨胀土本构模型,开发可用于膨胀土地基变形评估的计算软件。研究成果可助益于我国膨胀土地区的地灾防治和工程建设评价。

项目摘要

已有试验现象表明,击实膨胀土在经历一定次数的干湿循环后将达到干湿胀缩变形基本可逆的一个稳定状态。该状态决定了膨胀土在干湿循环作用下的最终变形,对于发展新的膨胀土本构理论框架具有重要价值。然而,鉴于膨胀土的干湿循环试验耗时费力,目前还缺乏系统的试验和理论研究成果。. 针对上述问题,本项目主要在以下方面取得了进展。(1)分别开展了含水量控制和吸力控制的击实膨胀土干湿循环试验,系统地研究了荷载水平和干湿路径对干湿胀缩变形和稳定状态的影响;(2)基于试验成果,理论上分析了膨胀土的双重结构特征以及宏观胀缩变形与膨胀土微、细观两个结构层次变形间的内在联系;(3)给出了膨胀土宏观胀缩变形的分解机制和描述方法;(4)发展了基于稳定状态的非饱和膨胀土本构模型,编制了可用于膨胀土地基变形计算的有限元程序。. 此外,本项目还开展了相关仪器的研发工作,开发了可测定击实黏性土剪切过程中的渗透特性变化的扭剪试验装置和柱剪试验装置,给出了相应的试验测试方法。相关仪器和测试技术也可应用于含水量变化过程中击实膨胀土的胀缩变形及渗透特性的测量。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

粗颗粒土的静止土压力系数非线性分析与计算方法

DOI:10.16285/j.rsm.2019.1280
发表时间:2019
2

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

DOI:
发表时间:2018
3

黑河上游森林生态系统植物水分来源

黑河上游森林生态系统植物水分来源

DOI:10.13885/j.issn.0455-2059.2020.04.010
发表时间:2020
4

敏感性水利工程社会稳定风险演化SD模型

敏感性水利工程社会稳定风险演化SD模型

DOI:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2021.04.003
发表时间:2021
5

基于Pickering 乳液的分子印迹技术

基于Pickering 乳液的分子印迹技术

DOI:10.1360/N972018-00955
发表时间:2019

魏星的其他基金

批准号:61674159
批准年份:2016
资助金额:60.00
项目类别:面上项目
批准号:31600273
批准年份:2016
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:31171304
批准年份:2011
资助金额:59.00
项目类别:面上项目
批准号:61006088
批准年份:2010
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目
批准号:61376021
批准年份:2013
资助金额:82.00
项目类别:面上项目
批准号:11662003
批准年份:2016
资助金额:36.00
项目类别:地区科学基金项目
批准号:30870650
批准年份:2008
资助金额:29.00
项目类别:面上项目
批准号:11872246
批准年份:2018
资助金额:60.00
项目类别:面上项目

相似国自然基金

1

基于Zarka理论的膨胀土干湿循环效应本构模型及其数值模拟

批准号:51808306
批准年份:2018
负责人:李凯
学科分类:E0807
资助金额:27.00
项目类别:青年科学基金项目
2

干湿循环作用下非饱和膨胀土持水和力学特性与其耦合本构模型

批准号:11272194
批准年份:2012
负责人:孙德安
学科分类:A1301
资助金额:82.00
项目类别:面上项目
3

干湿循环作用下非饱和土的强度特性及本构关系研究

批准号:50878076
批准年份:2008
负责人:赵仲辉
学科分类:E0807
资助金额:35.00
项目类别:面上项目
4

非饱和膨胀土本构关系研究

批准号:59509003
批准年份:1995
负责人:刘崇伟
学科分类:E0905
资助金额:9.00
项目类别:青年科学基金项目