一、饱和冻结粉土在常应变率下的单轴抗压强度（论文文献综述）
郭浩天[1]（2021）在《长春地区非饱和季冻土力学特性及冻结变形特征研究》文中研究说明受季节性温度影响的非饱和季冻土在我国广泛分布,对其力学特性及冻结变形特征进行研究时,除了需要考虑季节性温度影响,还需要考虑土体的非饱和特性。我国国土面积半数以上为季节性冻土区,因国家方针政策及建设规划的需要,如“一带一路”倡议等的实施,其内不可避免的会有大量新建、改建、扩建等工程项目的实施,该区域的土体除了受季节性温度的影响,还普遍处于非饱和状态。实际工程中,土体处于水分场、温度场、应力场等多场耦合的环境中,因此有必要对水-热-力耦合效应下非饱和季冻土的力学特性及冻结变形特征进行研究,以完善非饱和冻土理论研究体系,为季冻区非饱和土体工程的设计施工提供参考与指导。本文以典型季冻区且是“一带一路”建设规划中“中蒙俄经济走廊”节点城市——长春的粉质黏土为研究对象,同时考虑温度及土体非饱和特性,在水-热-力三场耦合条件下,对其力学特性及冻结变形特征进行系统研究。基于宏观物理力学试验,得出土体在不同基质吸力及温度条件下的土水特征曲线、冻结特征曲线、热物理参数、强度参数及冻结变形特性等;基于细观试验对其宏观性质的机理进行探究;基于连续介质力学及热力学等理论,推导得出考虑土体温度及非饱和特性的水-热-力三场耦合数学模型,对非饱和季冻土的力学特性及冻结变形特征进行分析模拟。主要工作包括以下几个方面:（1）基于界面力学、颗粒物质力学等理论,对液-固、液-气界面相互作用的物理、化学及力学过程进行分析,阐明了基质吸力对非饱和土体力学性质贡献的本质。通过土-水特征曲线试验及冻结特征曲线试验,建立了基质吸力与体积水含量、温度与体积未冻水含量的预估模型,进一步建立了温度与基质吸力之间的函数关系。（2）基于温度与基质吸力之间的关系,提出了考虑温度的非饱和土抗剪强度预测公式。通过GDS非饱和土三轴试验,研究了不同温度条件下非饱和粉质黏土的力学特性,指出受季节性温度影响的非饱和粉质黏土中基质吸力、未冻水含量、冰胶结黏聚力为强度与变形的主控因素,同时阐释了总黏聚力与有效内摩擦角的组成特点。利用室内试验所得数据对考虑温度的非饱和土抗剪强度预测公式进行了验证。（3）通过各向等温冻结试验,研究不同负温条件对非饱和土冻结变形的影响,探讨了不同初始基质吸力土样的轴向变形、径向变形随温度的变化规律;指出非饱和冻土在不同负温及初始基质吸力条件下表现出的冻胀、冻缩程度,由土孔隙中水冰相变的体积膨胀程度及基质吸力作用时的体积缩小程度二者共同决定,低温低初始基质吸力时,水冰相变的体积膨胀程度对土体的变形影响较大,土体易发生冻胀,高温高初始基质吸力时,基质吸力作用下体积的缩小程度对土体的变形影响较大,土体易发生冻缩。（4）采用GDS非饱和土三轴测试系统控制原状试样基质吸力,制备不同初始基质吸力的原状试样,通过蔡司LSM700激光共聚焦显微镜在负温条件下获取高、低初始基质吸力时非饱和土冻结后结构图片,明确不同条件下试样中孔隙冰的形态特征,诠释了非饱和土冻结过程中孔隙结构特征变化的相关机理及冰晶体的生长发育特点,及其对土体力学特性和冻结变形特征的影响,并基于此提出临界冻胀饱和度的概念。（5）基于连续介质力学及热力学等理论,推导得出考虑土体温度及非饱和特性的水-热-力三场耦合数学模型,并基于室内试验结果对其可靠性进行了检验。该模型能够较好的反映温度及基质吸力作用时非饱和冻（融）土体的力学特性及冻结变形特征。
孙义强,孟上九,王淼,汪云龙[2]（2021）在《负温和初始含水率对冻结粉质黏土力学性质的影响》文中研究指明温度和含水率是决定冻土性质的两个主要因素.通过开展低温三轴试验,研究了冻结状态下路基粉质黏土在50kPa围压,4个温度水平（-4、-6、-8、-10℃）、4种初始含水率（14. 30%、16. 20%、18. 73%、20. 60%）共计16种工况下的变形及强度等力学性质.结果表明:冻结粉质黏土的应力-应变关系在各温度及初始含水率条件下均呈软化型,随温度降低软化程度减弱;除个别试验点外,温度及初始含水率对试样轴向破坏应变的影响均存在临界值,使破坏应变随其变化先增大后减小;试样初始切线模量受温度的影响要比初始含水率显着,当含水率相同时其值随温度降低而增加,但增速渐缓;含水率相同时,试样三轴抗压强度随温度降低近似线性增大;同一温度下抗压强度随试样初始含水率变化以16. 20%为临界值,其值先增大后减小并趋于稳定.本文提出了考虑温度和含水率条件的冻结粉质黏土抗压强度计算公式,可用于预估冻结粉质黏土的三轴抗压强度.
袁伟[3]（2020）在《冻结砂土三轴抗压强度和变形机理研究》文中研究指明随着冻土地区工程活动的日益增多,对复杂应力状态下的冻土力学性质研究已经称为寒区岩土工程中的一个重要课题。相比常规融土,冻土中由于冰的存在,其力学性质不仅和土颗粒构成、含水量等有关,还和温度、应变速率、围压等试验条件有关,表现出强烈的温度敏感性和流变性。许多研究者在大量冻土试验的基础上,针对温度、围压和应变速率三个影响因素条件下的冻土力学性质变化的研究已经取得了一定成果,但是,由于各个研究者的冻土类型和试验条件的差异,不同影响因素下,冻土的力学性质变化是完全不相同的。本文总结了不同研究者的研究结论,对比分析不同研究者的试验条件和试验结论的差异,为冻结砂土不同条件下的强度和变形规律研究提供理论基础。论文以冻结砂土为研究对象,通过温度为-2℃,-5℃,围压为0.5 MPa,2 MPa,应变速率为0.006 mm/min,0.012 mm/min,0.125mm/min,1.25 mm/min条件下的三轴剪切试验,分析了不同试验条件下的冻土强度和参数模量的变化趋势,并且对不同应变速率下的变化趋势进行了拟合分析。最后利用离散元颗粒流软件模拟不同条件下的冻结砂土三轴试验进行再现,通过对离散元中平行粘结模型参数的细观参数变化反应了不同条件的三轴试验中强度和模量的变化。研究得出的主要结论如下:（1）温度、围压和应变速率都对冻结砂土三轴试验的应力应变曲线有影响。围压对应力应变曲线的形态有影响:围压为0.5 MPa时,应力-应变曲线有峰值出现,呈应变软化趋势;而围压为2 MPa时,没有峰值出现,应力应变曲线为应变硬化型。温度的影响主要体现在对冻土强度上,在相同的围压条件下,-5℃的应力应变曲线峰值强度大于-2℃。而在相同温度和围压条件下,应变速率越大,冻结砂土的峰值强度也越大,同时,应变速率增大,峰值强度随对应的应变减小。（2）冻结砂土的应力峰值强度会随着时间增大出现衰减,随着应变速率的曾大,强度会增大,峰值强度与应变速率的关系可以表示为幂函数形式,幂函数的指数是和温度、围压相关的试验参数。（3）偏应力峰值强度可以表示为应变速率的幂函数,幂函数的参数和温度、围压相关。在相同围压条件下,随温度的降低,在不同应变速率条件下的偏应力峰值强度增大曲线几乎是平行的,说明应变速率对偏应力峰值强度的影响要比温度的影响小。（4）离散元中的平行粘结模型可以用来模拟冻结砂土三轴试验的力学行为。温度降低时,冻结砂土中的冰胶结作用增强,颗粒间的粘聚力增大,模型中粘结强度也增大;围压的影响主要体现在对模拟参数刚度的大小上,围压增大,模拟所设置的刚度系数也增大。通过对颗粒运动后的剪切带倾角测量发现,应变速率对剪切带倾角的影响很小,而温度降低会增大剪切带倾角,围压增大则会减小剪切带的倾角。
贾瑾宣[4]（2020）在《单轴和被动围压下冻土的冲击实验及相关力学特性研究》文中研究指明冻土是一种负温条件下岩土颗粒为冰所胶结的土。近些年来,寒区工程建设的延伸和冻结法施工技术的广泛应用使得人们需要更加了解和掌握冻土的冲击动态力学性质。目前,冻土在静态及准静态下力学性质的研究已经相当广泛和深入,但是冻土冲击动态力学性质的研究仍然贫乏。因此,对不同冻结温度冻土在一维和三维应力状态下冲击动态力学行为及其本构模型的研究便显得尤为重要。采用分离式霍普金森压杆（SHPB）设备,单轴冲击载荷下不同冻结温度冻土试样的动态力学响应被实验探究。实验结果表明,冻土发生了明显的弹粘塑性变形,并且随着冻土内部细观损伤的演化,冻土的动态应力-应变曲线表现出失稳现象。一维条件下冻土的冲击动态力学性质与加载应变率和冻结温度密切相关:冻土的强度和破坏应变随着加载应变率的升高而增大;相同冻结温度下冻土的弹性模量没有明显的应变率相关性;随着冻结温度的降低,冻土的弹性模量增大,应变硬化效应增强,相同加载应变率下冻土的强度升高,强度的应变率敏感性增强。根据单轴冲击载荷下冻土的变形特征,通过引入率相关的连续损伤演化模型和基于Chaboche本构理论,采用Drucker-Prager屈服条件的弹粘塑性本构模型来描述冻土的一维动态力学行为。为实现弹粘塑性本构方程的数值求解,将本构方程通过Euler法离散为增量形式并且采用最近点投影法进行数值积分,从而实现了冻土在变形过程中应力状态的更新。最后,将构建的单轴动态本构模型进行数值求解。计算结果与实验结果的对比表明,该模型能够很好地从宏观角度描述冻土的动态力学行为。根据单轴冲击载荷下冻土的变形特征,通过细观力学平均化方法推导出了不同冻结温度下冻土等效弹性常数的表达式。进而,采用基体各向同性化的切线模量法建立了冻土的动态塑性细观力学模型。最后,引入与冻结温度和加载应变率相关的连续损伤演化模型构建了冻土的单轴冲击动态本构模型。计算结果与实验结果的对比表明,该模型能够很好地从细观角度描述冻土的动态力学行为。采用SHPB设备对3种不同冻结温度冻土进行被动围压下3种不同加载应变率的冲击压缩实验。实验结果表明,被动围压下冻土的冲击压缩过程中,冻土首先发生弹性变形,冻土的平均应力和广义剪应力随着轴向应变的增加线性增大,此时围压与轴压的比值为常数。然后,在应力加载到弹性极限时,冻土发生剪切破坏,孔隙冰丧失承载能力,融土成为主要的承载体。随后,冻土的平均应力发生塑性硬化,冻土的变形特征类似于相同状态下常规土的变形特征。冻土的体积变形一直表现为体缩。并且被动围压下冻土的冲击动态力学性质与加载应变率和冻结温度密切相关:随着加载应变率的升高,冻土的割线模量、弹性模量和强度包括体积屈服强度和抗剪强度增大,冻土的泊松比和侧压力系数减小;随着冻结温度的降低,冻土的割线模量、弹性模量和抗剪强度增大,冻土的泊松比和侧压力系数减小。
陈鑫,张泽,李东庆[5]（2019）在《尺寸和加载速率对冻结水泥土单轴压缩影响》文中研究说明为揭示尺寸效应和加载速率效应对冻结改良土力学特性的影响规律,以冻结水泥改良土为研究对象,开展了不同尺寸与加载速率条件下的单轴压缩试验,通过分析试验数据,讨论了高径比和加载速率对试样强度与变形特性的影响。研究结果表明,高径比影响试样的应力-应变曲线类型及峰值后的变形特性。高径比增加,应力-应变曲线出现明显弹性屈服点,峰后脆性增强,试样破坏形式由劈裂破坏变为单一剪切破坏。试样的抗压强度、切线模量、起始屈服模量、破坏应变随高径比变化均可用抛物线进行拟合,综合考虑,推荐试验宜采用高径比为1. 62～2. 02的试件。在试验设定的温度和加载速率条件下冻结水泥土的单轴压缩应力-应变关系均为应变软化型。与冻土类似,冻结水泥土的抗压强度与起始屈服强度同样随温度的降低和加载速率的增加而增大。不同温度下冻结水泥土抗压强度与加载速率的关系可用幂函数表示。温度越低,起始屈服强度受加载速率影响越大。温度和加载速率对冻结水泥土切线模量也有较大影响,不同加载速率条件下切线模量与温度呈线性关系。冻结水泥土的破坏应变随温度的降低和加载速率的增加而增大,在1. 94%～6. 94%之间变化,不同加载速率条件下破坏应变与温度呈幂函数关系。
屠慈科[6]（2019）在《地下工程施工中人工冻结软土强度特性及本构关系研究》文中研究指明人工冻结法作为一种安全环保的地层加固方法,目前已被广泛应用于各类城市地下工程的施工中。对于人工冻土强度特性的正确认识是冻结法实际设计施工中需要关注的核心问题。根据城市地下工程冻结法施工过程中人工冻土的实际形成过程,本文分别进行了将试样还原至初始地应力状态下进行冻结的有载冻结三轴试验和将试样提前在低温箱中无荷载冻结的预冻结三轴试验,探究了冻结施工前土体经历的长期固结作用对人工冻土强度特性的影响。同时,在有载冻结模式基础上,考虑了实际开挖和支护过程中人工冻土经历的先卸荷再加荷受力特点,设计了相应的卸荷再加荷三轴试验,研究了卸荷应力路径以及卸荷比对人工冻土强度特性的影响。最后,基于邓肯-张模型的建模思路,建立了考虑温度及围压影响的人工冻土本构模型,并分析了不同模型参数的变化规律。（1）在试验温度和围压范围内,两种冻结模式下人工冻土的应力-应变曲线均呈应变硬化型,且其强度分别随温度降低及围压增大而线性增大。单位围压（100kPa）及单位温度（1℃）变化引起的强度增长分别约为3.6%～6.4%和17.5%～22.0%。人工冻土的强度基本符合Mohr-Coulomb强度准则,黏聚力随温度降低而显着增大,而内摩擦角则呈先增大后基本不变的变化特征。在相同温度和围压条件下,有载冻结人工冻土的强度始终高于预冻结人工冻土,两者差异随围压增大及温度降低而增大,最大差异幅度超过20%。（2）初始卸荷作用对人工冻土的强度存在一定的削弱作用。当卸荷比较小时,相比未经历初始卸荷作用的人工冻土,其强度下降不明显。但随着卸荷比的增大,其强度弱化愈发明显,减p路径下强度下降达12%～21%,等p路径下强度下降达15%～25%,且卸荷比越大,两者强度差异越大。初始卸荷作用对人工冻土的黏聚力有较大影响,但对内摩擦角影响较小。（3）依据邓肯-张模型的建模思路,通过建立模型试验参数与温度和围压之间的量化关系,构建了考虑温度和围压影响的人工冻土本构模型。模型计算结果与试验结果吻合较好,相对误差在10%之内。初始卸荷作用将使模型试验参数出现一定程度的增大,且卸荷比越大,其与常规加载路径所得结果的偏差也越大。
郭梦圆[7]（2019）在《温度效应下深部黏土强度特性及显式蠕变本构模型研究》文中提出人工冻结法因其不受支护深度及支护范围限制等特点,成为目前深层建井、矿山开挖、地铁隧道等工程中最常用的方法。冻结壁的强度与变形是冻结法施工成功与否的关键,为保证地下工程施工的安全进行,须对冻土的力学特性进行细致的探究。以山西省某矿井黏土为研究对象,本文通过室内力学试验、本构模型推导、FLAC3D数值模拟等方法,探究了冻结黏土强度及损伤变形特性的变化规律。首先通过室内力学试验,得到不同温度下冻结黏土的单轴抗压强度及不同温度和加载等级下冻结黏土的蠕变规律。并对应力-应变曲线和应变-时间曲线进一步分析,得到温度与弹性模量、蠕变速率之间的变化关系。在Singh-Mitchell蠕变经验模型的基础上,修正原模型中各参数的物理意义并考虑温度效应对冻结黏土蠕变的影响,推导出描冻结黏土蠕变特性的S-M蠕变显式模型。通过分析S-M蠕变显式模型计算值与试验值的对比曲线得到:在应力水平较高时,冻结黏土应变的试验值与S-M蠕变显式模型计算值的吻合情况不太理想。故在S-M蠕变显式模型中引入损伤变量,得到冻结黏土 S-M蠕变损伤模型。根据冻结黏土单轴蠕变的试验数据,对S-M蠕变损伤模型中的参数进行优化识别,最终得到的S-M蠕变损伤模型能够较好地模拟冻结黏土的蠕变全过程。为减小试验结果的误差,本文采用重塑黏土再次进行单轴抗压强度试验,分析温度、含水率对冻结重塑黏土单轴强度、弹性模量、泊松比等的影响特点。根据有关试验结果并利用FLAC3D软件对冻结重塑黏土的单轴压缩过程进行了数值模拟,发现模拟结果与试验数据基本吻合,此对实际工程中冻土压缩变形预测模型的建立具有重要意义。图[45]表[9]参[87]
牛亚强[8]（2018）在《冻结粉质黏土静动力学性质的试验研究与本构模拟》文中指出冻土作为寒区建筑物的基础和土工构筑物的主体,不仅要承受持续恒定的静荷载作用,还会受到由列车或汽车引起的振动荷载作用。然而,冻土作为一种由固体矿物颗粒、冰晶体、未冻水及气体组成的多相结构体系,其力学性质对温度、含水率和外部营力及其历时非常敏感。因此,深入研究冻土在静、动荷载作用下的力学行为及其变化规律,对冻土工程设计、施工和运营维护具有重要的理论和现实意义。鉴于此,本论文通过开展一系列的静、动三轴试验,系统研究了冻结粉质黏土的变形特性、强度特性、动力学特性及动蠕变规律,并基于试验结果建立了冻结粉质黏土的强度准则、各向异性弹塑性本构模型及分数阶非定常动蠕变模型。本论文的主要研究内容和研究成果包括以下几部分:（1）在不同初始含水率和不同围压的条件下对-6℃的冻结青藏粉质黏土进行了一系列三轴剪切试验,分析初始含水状态对冻土变形和强度的影响规律,结果表明:当初始含水率较低时,随着围压的增大,冻结粉质黏土相继出现应变软化和应变硬化的特征;当初始含水率大于16%时,其应力-应变关系主要呈现出应变软化的特征。同时,冻结粉质黏土的初始切线模量随围压的增大逐渐呈现出抛物线形分布,且随着初始含水率的增大,初始切线模量随围压先增大后减小的趋势越为明显。此外,冻结粉质黏土的强度随围压的变化规律呈现出3种形式:当初始含水率为12.5%时,表现为非线性增大的趋势;当初始含水率为14%和16%时,强度随围压的增大表现出先增大后减小的趋势;当初始含水率增大到18%和20%时,强度随围压的增大基本保持不变。（2）对-6℃的冻结黄土在1-15 MPa的围压范围内进行了一系列三轴剪切试验,结果表明:随着围压的增大,冻结黄土的应力-应变曲线相继表现出应变软化和应变硬化特征,初始切线模量随围压的增大总体呈现出先增大后减小的趋势。此外,冻结黄土的强度随围压的增大表现出先增大后减小的趋势。（3）为了描述冻土强度随围压的非线性变化规律,根据包络线定理,在?-?平面建立了非线性莫尔强度准则,该准则可以较好地反映冻结粉质黏土和冻结黄土的强度随围压先增大后减小的非线性变化现象。（4）针对不同初始含水率下冻结粉质黏土的强度特征,引入修正有效静水压力的表达式来表示强度准则在子午面上的非线性曲线方程,结合Lade-Duncan强度准则构建了π平面的破坏形状函数g（??）,并建立了复杂应力状态下能够有效反映受静水压力、初始含水率及压融影响的冻结粉质黏土的强度准则。（5）通过三轴剪切加卸载试验和各向等压加卸载试验获得了冻结粉质黏土的弹性参数。结合三轴剪切试验结果,基于弹塑性本构理论,提出考虑有效静水压力修正的屈服函数,采用非关联流动法则并提出塑性势函数。同时,考虑冻结粉质黏土初始各向异性特性和剪切加载下应力诱导的颗粒旋转,提出了等向硬化和旋转硬化的双硬化准则,以此建立了适合于冻结粉质黏土的各向异性弹塑性本构模型,并结合试验结果对模型进行了验证,结果表明,本论文建立的模型能够较好地描述冻结粉质黏土的应力-应变关系。（6）在分级加载和恒应力幅值加载两种条件下对冻结粉质黏土进行了一系列低温动三轴试验,研究冻结青藏粉质黏土动力特性的变化规律。分级加载动三轴结果表明:冻结粉质黏土的动弹性模量随动应力幅的增大非线性减小;阻尼比随动应变幅的增大呈现出先减小后增大的趋势;滞回曲线面积随动应变幅的增大呈非线性增大的趋势;相比H-D模型,采用M-D模型可以较好地模拟冻结粉质黏土骨干曲线在高动应变幅下的软化现象。恒应力幅值加载动三轴试验结果表明:冻结粉质黏土累积塑性应变随振次的变化曲线呈现出三种曲线形态:稳定型、临界型和破坏型,并获得了不同围压下冻结粉质黏土的临界动应力;此外,从试验结果中发现,冻结粉质黏土的动强度随破坏振次的增大而减小,且随着围压的增大,动强度随破坏振次增大而降低幅度逐渐减弱。（7）结合冻结粉质黏土动蠕变曲线的三阶段特征,基于分数阶微积分理论,在动蠕变模型中引入了Abel黏壶,同时考虑当动应力超过临界动应力时蠕变参数的非定常性,建立了冻结粉质黏土的分数阶非定常动蠕变模型,并对模型的有效性及合理性进行了验证,结果表明,本论文建立的动蠕变模型可以同时描述冻结粉质黏土动蠕变曲线的三个阶段,且与试验结果吻合较好。
刘忠祥[9]（2018）在《富水卵砾石地层地铁联络通道冻结壁厚度设计研究》文中研究表明人工冻结法是采用人工制冷技术将土体中的水冻结成固态冰,大幅提高土体的强度,使得冻结部分土体形成强度高、整体性好、隔水性好并且起到临时支护作用的冻土帷幕（即冻结壁）。通过不同的冻结方式可使形成的冻结壁适用于不同结构形式的开挖断面,同时可应用于各种富水软弱地层。对于整个冻结法施工过程中,其中冻结设计最为关键,冻结设计的好坏直接关系到整个工程的成败。因此以南宁地铁1号线民族大学～清川区间2号联络通道隧道开挖冻结法施工为工程背景,通过理论分析与模型试验等对富水卵砾石层地铁联络通道冻结壁厚度设计进行了研究,提出高富含水卵砾石地层水平冻结法施工地铁联络通道的冻结壁厚度设计方法。主要工作有:（1）通过对比四种传统的冻结壁厚度计算方法,结合富水卵砾石地层地铁联络通道的特点,将冻结壁受到的土压力采用水土压力分算的算法,基于富水卵砾石的不同级配、磨圆度等特性将渗透性指标α考虑到水土压力分算中来进行计算土压力。同时将联络通道断面简化为一拱形对称结构,采用力法概念推导出适合于地铁联络通道的冻结壁厚度计算公式。以南宁市轨道交通一号线民族大学～清川站区间2号联络通道为工程背景,运用论文提出的富水卵砾石地层地铁联络通道冻结壁厚度计算方法,计算得出本工程联络通道富水卵砾石地层冻结法施工冻结壁厚度为2.0m。（2）为验证论文提出的富水卵砾石地层地铁联络通道冻结壁厚度计算方法的合理性,通过开展模型试验对冻结壁的位移与应力变化规律进行分析。根据相似理论的三大定理,结合冻结温度场、水分场与应力场的相似特性,得出模型试验在相似理论的基础上各物理量的相似比（几何相似比Cl=20）。由各物理量相似比,设计出富水卵砾石地层地铁施工多功能模型试验平台。（3）通过对模型试验冻结壁的温度场监测结果分析,得出距离冻结管近端温度下降比远端快,冻结壁内侧温度下降比外侧下降快,离冻结管越远的测点差异性也越大。（4）通过对模型试验冻结壁的位移场监测结果分析,将位移变化阶段分为冻胀阶段和开挖阶段。冻胀阶段表现为:随着时间的不断增加,冻结壁冻胀位移一直增大,最后达到峰值,不同位置由于冻胀引起的位移差异明显,具体表现在拱顶冻胀位移最大,拱角次之,拱底最小。开挖阶段表现为:同一断面各个位移监测点的开挖位移都是随着时间的增加而增大,当开挖进行到监测的断面时,开挖位移会产生突变,即富水卵砾石地层有一次很大的瞬时错动,最终达到位移峰值而后逐渐趋于稳定。开挖引起拱底位移最大,拱角次之,拱顶最小。（5）通过对模型试验冻结壁的应力场监测分析,得到富水卵砾石隧道围岩冻胀力的变化规律。冻胀力表现为四个阶段:冻胀力微增长阶段,冻胀力急剧增长阶段,冻胀力平缓增长阶段,冻胀力下降阶段。外荷载主要表现为:在积极冻结期,开始应力随时间的增长稍微下降,达到最小值之后逐渐增加。由于冻土柱交圈应力急剧增大,达到临界点后增速变缓,直至稳定,稳定时的平均应力约为初始应力的4倍,然后随着时间继续延长,进入开挖阶段,应力又呈下降趋势。（6）试验过程中冻结壁位移变化最大的位置位于拱顶处的冻胀位移,达到0.767mm（实际15.34mm）,小于冻结壁的容许变形值（20mm）;冻结壁受到的应力最大值位于拱底处,最大应力达到65.3kPa（实际约1.3MPa）,远小于-10℃富水卵砾石单轴抗压强度（2.6MPa）。故由试验结果可知按照本文设计的冻结壁厚度在冻结壁变形与应力方面满足安全稳定性的要求。（7）通过模型试验模拟实际工程概况,监测冻结壁的温度、位移、应力的变化规律,最终得出冻结壁的变形与应力满足安全许可的要求,从而进一步证明按照本文地铁联络通道冻结壁计算方法计算得出的冻结壁厚度是可行的,可供类似工程冻结设计参考。
马冬冬[10]（2018）在《动静组合加载下人工冻土动态力学特性及本构模型研究》文中研究指明针对人工冻结法施工中冻土承受“预静载+动力扰动”这一动静组合受力状态,冻土在静态或准静态荷载作用下的力学特性已取得丰硕的研究成果,但冻土在动静组合加载下的应力-应变特征、强度和变形特性、破坏模式、能量耗散及本构模型等方面的研究相对较少。本文利用可同时施加轴压和围压的动静组合加载试验系统,开展了动静组合作用下人工冻土的SHPB试验,系统地分析了温度、应变率、围压等级、轴压等级及土质类型对人工冻土动力学特性的影响规律,在此基础上,建立了对应的本构模型。主要内容和研究成果如下:（1）系统地分析了不同应力状态下人工冻土的动态应力-应变曲线特征。结果表明,对于人工冻结黏土,单轴状态下-5℃时应力-应变曲线可分为压密、弹性、塑性和缓慢应变软化阶段;-15℃时可分为弹性、塑性和破坏阶段。人工冻结砂土单轴状态下,可分为弹性、塑性、缓慢应变软化和破坏阶段。人工冻结粉质黏土单轴和一维动静组合状态下,可分为压密、弹性、塑性和破坏阶段。主动围压和三维动静组合状态下,人工冻土动态应力-应变曲线均可分为弹性、塑性和破坏阶段。（2）主动围压状态下人工冻结黏土和人工冻结砂土的SHPB试验表明,动态抗压强度随主动围压的增加而增大。相同温度和应变率下,三维动静组合加载状态下人工冻结粉质黏土的动态抗压强度均高于一维状态,随着主动围压的增加,动态抗压强度和第一阶段变形模量呈对数增大,第二阶段变形模量基本呈线性增大。相对于单轴状态,一维和三维动静组合加载下人工冻结粉质黏土的动态抗压强度、第一阶段变形模量和第二阶段变形模量均有较大提升,随着轴压比的增加,三者都呈现出先增大后减小的趋势,一维和三维状态对应的峰值轴压比分别为0.7和0.8,不同轴压比下强度增长系数与第二阶段变形模量增长系数的有着相似的变化规律,轴压比对第一阶段变形模量增长系数的影响较大。（3）分析了不同应力状态下人工冻土的破坏模式。单轴状态下,-15℃人工冻结黏土、-5℃和-15℃人工冻结砂土均呈脆性破坏,-5℃人工冻结黏土呈塑性破坏,主动围压状态下呈微裂或无明显破裂;一维动静组合加载下,轴压比为0.4时人工冻结粉质黏土试样环向侧面发生剥落现象;轴压比为0.7～0.9时试样产生明显的剪切破坏模式;轴压比为1.0时试样呈粉碎状破坏。三维动静组合加载条件下,均无明显破坏。相同应力状态下,人工冻土的动态抗压强度随温度的降低呈线性增大,增长速率依次为动态单轴、三维动静组合、静态单轴。人工冻土在高应变率下的温度敏感性要强于低应变率;动态SHPB试验中,人工冻土在单轴状态下的温度敏感性强于三维动静组合加载状态;三维动静组合加载下,随着温度的降低,第一阶段变形模量和第二阶段变形模量逐渐增大,相同温度变化范围内,第一阶段变形模量的增长量要大于第二阶段变形模量。（4）温度相同时,主动围压状态下人工冻土的耗散能密度大于单轴状态。相同应力状态下,随着应变率的增加和温度的降低,冻土的耗散能密度逐渐增大。当轴压比相同时,三维加载状态下冻土的耗散能密度要大于一维状态;一维和三维加载状态下耗散能密度均随轴压比的增加呈现出先增大后减小的变化趋势,峰值耗散能密度对应的轴压比分别为0.7和0.8。随着耗散能密度的增大,平均破碎块度逐渐减小,呈现出良好的对数关系。（5）基于主动围压状态、一维动静组合加载状态、三维动静组合加载状态人工冻土的动态冲击试验结果,推导出综合考虑轴压效应、围压效应、温度效应、应变率效应及土质类型的人工冻土动态本构模型,并进行验证,结果表明:动态本构模型曲线与试验曲线具有较好的一致性,模型预测的动态峰值应力与试验结果变化趋势基本相同,该模型能够描述人工冻土在不同应力状态下的动力学特性。
二、饱和冻结粉土在常应变率下的单轴抗压强度（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、饱和冻结粉土在常应变率下的单轴抗压强度（论文提纲范文）
（1）长春地区非饱和季冻土力学特性及冻结变形特征研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 非饱和土力学性质研究现状 |
| 1.2.2 非饱和土本构关系及耦合模型研究现状 |
| 1.2.3 季冻区冻土研究现状 |
| 1.3 研究现状总结与分析 |
| 1.4 研究内容及技术路线 |
| 1.4.1 研究内容及技术路线 |
| 1.4.2 主要创新点 |
| 第2章 研究土样的基本性质 |
| 2.1 土样来源与物质组成 |
| 2.1.1 取样点概况 |
| 2.1.2 物质组成特征 |
| 2.2 土样物理性质 |
| 2.2.1 基本物理性质 |
| 2.2.2 水理性质 |
| 2.2.3 渗透性 |
| 2.3 力学性质 |
| 2.3.1 压缩性 |
| 2.3.2 泊松比 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 研究土样的土-水特征曲线及冻结特征曲线 |
| 3.1 非饱和土中固-液-气界面作用分析 |
| 3.1.1 液-固界面作用分析 |
| 3.1.2 液-气界面作用分析 |
| 3.2 研究土样的土-水特征曲线 |
| 3.2.1 试验设备及方案 |
| 3.2.2 土-水特征曲线试验结果 |
| 3.2.3 土-水特征曲线数学拟合模型 |
| 3.3 研究土样的冻结特征曲线 |
| 3.3.1 试验设备及方案 |
| 3.3.2 冻结特征曲线试验结果 |
| 3.3.3 冻结特征曲线数学拟合模型 |
| 3.4 温度-基质吸力关系模型 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 温度与基质吸力作用下土体的力学特性及冻结变形特征 |
| 4.1 基于土水特征与冻结特征的非饱和土强度预测 |
| 4.1.1 非饱和土抗剪强度理论 |
| 4.1.2 非饱和土抗剪强度预测模型 |
| 4.2 研究土样的非饱和三轴试验 |
| 4.2.1 试验设备及原理 |
| 4.2.2 试验方案与过程 |
| 4.2.3 试样的应力-应变特征分析 |
| 4.2.4 试样的抗剪强度参数分析 |
| 4.2.5 非饱和季冻土强度预测模型验证 |
| 4.3 研究土样的冻结变形特征 |
| 4.3.1 试验设备及方案 |
| 4.3.2 冻结变形试验结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 非饱和季冻土宏观性质的细观机理及未冻水含量对其影响 |
| 5.1 试样细观结构特征 |
| 5.1.1 试验设备 |
| 5.1.2 细观试验结果及分析 |
| 5.1.3 临界冻胀饱和度确定 |
| 5.2 未冻水含量对非饱和季冻土宏观性质的影响 |
| 5.2.1 未冻水含量对非饱和冻土强度参数的影响 |
| 5.2.2 未冻水含量对非饱和冻土冻结变形的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 非饱和季冻土水-热-力耦合模型的建立 |
| 6.1 基本假定 |
| 6.2 水分场控制方程 |
| 6.2.1 非饱和季冻土渗流定律 |
| 6.2.2 非饱和土水分迁移连续性方程 |
| 6.2.3 考虑温度场、应力场的水分场控制方程 |
| 6.3 温度场扩散方程 |
| 6.3.1 导热系数及比热容测定 |
| 6.3.2 导热系数及比热容预估模型 |
| 6.3.3 非饱和土热量传输方程 |
| 6.3.4 考虑水分场、应力场的温度场扩散方程 |
| 6.4 应力-应变控制方程 |
| 6.4.1 非饱和土应力分析 |
| 6.4.2 非饱和土的应力-应变关系 |
| 6.4.3 考虑水分场、温度场的应力-应变控制方程 |
| 6.5 非饱和季冻土水-热-力耦合数学模型 |
| 6.6 耦合模型数值求解及验证 |
| 6.7 本章小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 问题与展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间所取得的科研成果 |
| 致谢 |
（2）负温和初始含水率对冻结粉质黏土力学性质的影响（论文提纲范文）
| 1 试验设计 |
| 1.1 试样制备 |
| 1.2 试验设备 |
| 1.3 试验方法 |
| 2 试验结果及分析 |
| 2.1 冻结粉质黏土的变形特征 |
| 2.1.1 应力-应变关系曲线 |
| 2.1.2 破坏应变 |
| 2.1.3 初始切线模量 |
| 2.2 抗压强度与温度和初始含水率的关系 |
| 2.2.1 抗压强度随初始含水率变化规律 |
| 2.2.2 温度对抗压强度影响 |
| 2.2.3 考虑温度及初始含水率的抗压强度计算公式 |
| 3 结论 |
（3）冻结砂土三轴抗压强度和变形机理研究（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 研究现状 |
| 1.3 研究内容和技术路线 |
| 第二章 冻土强度影响因素分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 冻土的强度机理 |
| 2.3 影响冻结砂土三轴强度的外界因素 |
| 2.3.1 温度条件 |
| 2.3.2 围压条件 |
| 2.3.3 应变速率的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 冻结砂土三轴试验 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 试样均匀性和仪器稳定性讨论 |
| 3.2.1 饱和冻结砂土样品的均匀性 |
| 3.2.2 三轴试验仪器的稳定性 |
| 3.3 试验设计 |
| 3.4 试验结果 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 冻结砂土的强度和模量特征分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 冻结砂土强度及其特征分析 |
| 4.2.1 冻结砂土强度分析 |
| 4.2.2 模量特征分析 |
| 4.2.3 .摩擦系数和粘聚力分析 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 冻结砂土三轴试验的离散元模拟 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 模拟基本原理 |
| 5.2.1 计算应用的力-位移定律 |
| 5.2.2 计算应用的牛顿第二定律 |
| 5.2.3 接触模型 |
| 5.3 冻结砂土三轴试验模拟 |
| 5.3.1 数值模拟和试验结果对比 |
| 5.3.2 模拟过程中颗粒运动 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论和展望 |
| 6.1 主要结论 |
| 6.2 存在的问题及讨论 |
| 参考文献 |
| 在学期间的研究成果 |
| 致谢 |
（4）单轴和被动围压下冻土的冲击实验及相关力学特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 问题的提出 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 冻土静态及准静态力学特性的研究现状 |
| 1.2.2 冻土动态力学特性的研究现状 |
| 1.3 本文研究的主要内容 |
| 第2章 单轴冲击载荷下冻土的动态力学性质 |
| 2.1 实验研究方法 |
| 2.1.1 改进的SHPB设备 |
| 2.1.2 试样制备 |
| 2.1.3 冻土的动态压缩 |
| 2.2 实验结果与分析 |
| 2.2.1 应变率效应 |
| 2.2.2 温度效应 |
| 小结 |
| 第3章 损伤弹粘塑性本构模型及数值实现 |
| 3.1 弹粘塑性本构模型 |
| 3.2 率型连续损伤演化律 |
| 3.3 弹粘塑性理论的积分算法 |
| 3.3.1 试弹性状态 |
| 3.3.2 回退-映射算法 |
| 3.4 本构模型的验证 |
| 小结 |
| 第4章 基于塑性细观力学的动态本构模型 |
| 4.1 冻土的等效弹性常数 |
| 4.2 塑性细观力学模型 |
| 4.3 连续损伤演化律 |
| 4.4 本构模型的验证 |
| 小结 |
| 第5章 被动围压下冻土的冲击动态力学性质 |
| 5.1 被动围压SHPB实验 |
| 5.1.1 实验原理 |
| 5.1.2 实验方法 |
| 5.2 结果与讨论 |
| 5.3 能量耗散特性分析 |
| 小结 |
| 结论 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录一 弹粘塑性本构方程的数值积分代码 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及参与的项目 |
（5）尺寸和加载速率对冻结水泥土单轴压缩影响（论文提纲范文）
| 1 试验概况 |
| 1.1 试样制备 |
| 1.2 试验方案 |
| 2 尺寸效应单轴压缩试验结果及分析 |
| 2.1 不同高径比试样应力-应变曲线 |
| 2.2 试样高径比对破裂形式的影响 |
| 2.3 试样高径比对力学参数的影响 |
| 3 加载速率效应单轴压缩试验结果及分析 |
| 3.1 应力-应变曲线 |
| 3.2 抗压强度与加载速率、温度的关系 |
| 3.3 起始屈服强度与加载速率、温度的关系 |
| 3.4 切线模量与加载速率、温度的关系 |
| 3.5 破坏应变与加载速率、温度的关系 |
| 4 结论 |
（6）地下工程施工中人工冻结软土强度特性及本构关系研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 人工冻结工程发展现状 |
| 1.2.2 冻土的强度特性研究 |
| 1.2.3 冻土的本构关系研究 |
| 1.2.4 研究现状分析 |
| 1.3 研究内容及技术路线 |
| 第2章 不同冻结模式下人工冻土的强度特性研究 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 试样制备及试验方案 |
| 2.2.1 试验材料与试样制备 |
| 2.2.2 试验装置与试验方案 |
| 2.3 不同冻结模式下人工冻土的应力-应变关系分析 |
| 2.4 不同冻结模式下人工冻土的抗剪强度特性及影响因素分析 |
| 2.4.1 围压对人工冻土抗剪强度特性的影响 |
| 2.4.2 温度对人工冻土抗剪强度特性的影响 |
| 2.4.3 不同冻结模式下人工冻土的抗剪强度参数分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 考虑卸荷作用的人工冻土强度特性研究 |
| 3.1 概述 |
| 3.2 试验方案设计 |
| 3.2.1 试验应力路径 |
| 3.2.2 卸荷比 |
| 3.2.3 试验方案及试验步骤 |
| 3.3 经历不同卸荷作用后的人工冻土应力-应变关系分析 |
| 3.4 经历不同卸荷作用后的人工冻土抗剪强度特性及影响因素分析 |
| 3.4.1 卸荷比对人工冻土抗剪强度特性的影响分析 |
| 3.4.2 卸荷路径对人工冻土抗剪强度特性的影响分析 |
| 3.4.3 卸荷比及卸荷路径对人工冻土抗剪强度参数的影响分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 人工冻土的本构模型建立及参数研究 |
| 4.1 概述 |
| 4.2 邓肯-张模型的确定 |
| 4.3 基于邓肯-张的人工冻土本构模型建立 |
| 4.4 模型参数的确定与验证 |
| 4.4.1 试验参数a的确定 |
| 4.4.2 试验参数b的确定 |
| 4.4.3 基于邓肯-张的人工冻土本构模型的验证 |
| 4.4.4 初始切线模量E_i与破坏比R_f |
| 4.4.5 卸荷比对模型参数的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 结论与展望 |
| 5.1 主要结论 |
| 5.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 附录 |
| 发表论文和科研情况说明 |
| 致谢 |
（7）温度效应下深部黏土强度特性及显式蠕变本构模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外的研究现状 |
| 1.2.1 冻土力学强度特性的研究 |
| 1.2.2 冻土蠕变特性及本构模型的研究现状 |
| 1.2.3 损伤在人工冻土中的应用概述 |
| 1.2.4 常用优化算法概述 |
| 1.3 本文主要研究内容及创新点 |
| 1.3.1 本文主要研究内容 |
| 1.3.2 主要创新点 |
| 1.3.3 技术路线 |
| 2 人工冻土室内力学试验 |
| 2.1 试验仪器简介 |
| 2.2 土样的制备与养护 |
| 2.3 原状土单轴挤压强度试验 |
| 2.3.1 试验方法及过程 |
| 2.3.2 试验结果 |
| 2.3.3 温度对冻结黏土单轴抗压强度的影响分析 |
| 2.3.4 冻结黏土应力-应变曲线分析 |
| 2.3.5 冻结黏土弹性模量 |
| 2.4 原状土单轴压缩蠕变试验 |
| 2.4.1 试验方法及过程 |
| 2.4.2 试验结果 |
| 2.4.3 应变-时间曲线分析 |
| 2.4.4 温度对蠕变速率的影响分析 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 考虑温度效应的人工冻土S-M蠕变显式模型 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Singh-Mitchell模型介绍 |
| 3.3 考虑温度效应改进S-M蠕变显式模型 |
| 3.3.1 改进S-M蠕变显式模型的建立 |
| 3.3.2 粒子群算法介绍 |
| 3.3.3 拟合结果及分析 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 基于Weibull分布的冻结黏土S-M蠕变损伤模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 基于Weibull分布的冻结黏土S-M蠕变损伤模型 |
| 4.2.1 Weibull分布 |
| 4.2.2 冻结黏土S-M蠕变损伤模型演化方程的建立 |
| 4.3 基于遗传算法和S-M蠕变损伤模型的冻结黏土蠕变模拟分析 |
| 4.3.1 遗传算法的基本思想 |
| 4.3.2 模型应用及结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 人工冻土单轴压缩试验的FLAC模拟 |
| 5.1 重塑黏土单轴抗压强度试验 |
| 5.1.1 试样的制备与养护 |
| 5.1.2 试验方案 |
| 5.1.3 试验结果及分析 |
| 5.1.4 单轴抗压强度与含水率之间的关系 |
| 5.1.5 单轴抗压强度与冻结温度之间的关系 |
| 5.1.6 冻结重塑黏土弹性模量与温度及含水率间的关系 |
| 5.1.7 冻结重塑黏土泊松比 |
| 5.2 冻结黏土单轴压缩的FLAC模拟 |
| 5.2.1 FLAC~(3D)程序简介 |
| 5.2.2 FLAC~(3D)的有限差分求解方法 |
| 5.2.3 模型及参数的选择 |
| 5.2.4 FLAC~(3D)模拟过程及分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 结论与不足 |
| 6.1 主要研究结论 |
| 6.2 不足之处 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
（8）冻结粉质黏土静动力学性质的试验研究与本构模拟（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 冻土的变形特性研究 |
| 1.2.2 冻土的强度特性研究 |
| 1.2.3 冻土的本构模型研究 |
| 1.2.4 冻土的动力特性研究 |
| 1.2.5 冻土的动蠕变模型研究 |
| 1.3 论文的研究内容和技术路线 |
| 1.3.1 论文的研究内容 |
| 1.3.2 论文的技术路线 |
| 1.4 论文的创新点 |
| 2 静三轴条件下冻土的变形和强度特性 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 试验材料及试验方法 |
| 2.2.1 试验材料 |
| 2.2.2 试样制备 |
| 2.2.3 试验条件 |
| 2.2.4 试验方法 |
| 2.3 冻结粉质黏土变形和强度特性 |
| 2.3.1 冻结粉质黏土的变形规律 |
| 2.3.2 冻结粉质黏土的强度特性 |
| 2.4 冻结黄土的变形和强度特性 |
| 2.4.1 冻结黄土的变形规律 |
| 2.4.2 冻结黄土的强度特性 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 考虑初始含水率影响的冻结粉质黏土强度准则 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 复杂应力状态下冻结粉质黏土的强度准则 |
| 3.2.1 土的强度理论 |
| 3.2.2 冻结粉质黏土的强度特征 |
| 3.2.3 有效静水压力修正 |
| 3.2.4 子午面临界强度线 |
| 3.2.5 π 平面破坏函数 |
| 3.2.6 主应力空间强度准则 |
| 3.3 本章小结 |
| 4 冻结粉质黏土的弹塑性本构模型 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 弹塑性本构理论基础 |
| 4.3 冻结粉质黏土的弹塑性本构模型 |
| 4.3.1 弹性变形规律 |
| 4.3.2 冻结粉质黏土塑性变形机理 |
| 4.3.3 冻结粉质黏土增量型本构关系 |
| 4.4 模型参数确定及模型验证 |
| 4.4.1 模型参数的确定与分析 |
| 4.4.2 模型验证及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 循环荷载作用下冻结粉质黏土的动力特性 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 低温动三轴试验概况 |
| 5.2.1 试验材料及设备 |
| 5.2.2 试验加载方式 |
| 5.3 分级循环加载试验结果分析 |
| 5.3.1 冻结粉质黏土的滞回曲线 |
| 5.3.2 冻结粉质黏土的动应变特性 |
| 5.3.3 冻结粉质黏土的动应力-动应变关系 |
| 5.3.4 冻结粉质黏土的动弹性模量 |
| 5.3.5 冻结粉质黏土的阻尼比 |
| 5.4 恒应力幅值循环加载试验结果分析 |
| 5.4.1 冻结粉质黏土的累积塑性变形 |
| 5.4.2 动应力-动应变滞回曲线演化规律 |
| 5.4.3 冻结粉质黏土的动强度 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 长期循环荷载作用下冻结粉质黏土的分数阶动蠕变模型 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 分数阶微积分基本理论 |
| 6.3 冻结粉质黏土的分数阶动蠕变模型 |
| 6.3.1 分数阶Maxwell力学元件 |
| 6.3.2 非定常黏塑性元件 |
| 6.3.3 冻结粉质黏土的分数阶动蠕变模型 |
| 6.4 模型验证 |
| 6.4.1 模型参数 |
| 6.4.2 模型验证 |
| 6.4.3 模型讨论 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 需进一步研究之处 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（9）富水卵砾石地层地铁联络通道冻结壁厚度设计研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 卵砾石层的隧道工程施工研究 |
| 1.2.2 冻土力学参数的研究 |
| 1.2.3 人工冻结壁厚度设计研究 |
| 1.2.4 人工冻结模型试验研究 |
| 1.3 本文研究的主要内容、方法及技术路线 |
| 1.3.1 主要的研究内容 |
| 1.3.2 研究方法及技术路线 |
| 2 富水卵砾石地层地铁联络通道冻结壁厚度设计 |
| 2.1 人工冻结法基本原理 |
| 2.2 人工冻结法的优缺点 |
| 2.3 前人冻结壁的设计方法 |
| 2.3.1 基于强度条件的冻结壁设计方法 |
| 2.3.2 基于变形条件的冻结壁设计方法 |
| 2.3.3 基于数理统计法的冻结壁设计方法 |
| 2.3.4 基于温度场发展规律的冻结壁设计方法 |
| 2.4 富水卵砾石地层地铁联络通道冻结壁厚度设计 |
| 2.4.1 富水卵砾石地层土压力计算 |
| 2.4.2 冻结壁厚度计算 |
| 2.4.3 冻结壁变形验算 |
| 2.5 南宁地铁联络通道富水卵砾石地层冻结壁厚度计算 |
| 2.5.1 工程概况 |
| 2.5.2 地层岩性 |
| 2.5.3 地铁联络通道冻结壁厚度计算 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 地铁联络通道水平冻结法模型试验 |
| 3.1 相似理论三大定理 |
| 3.1.1 相似第一定理 |
| 3.1.2 相似第二定理 |
| 3.1.3 相似第三定理 |
| 3.2 相似准则的推导 |
| 3.2.1 冻结温度场的相似准则 |
| 3.2.2 冻结水分场的相似准则 |
| 3.2.3 应力场的相似准则 |
| 3.2.4 相似比 |
| 3.3 模拟地层相似材料配比试验 |
| 3.3.1 试验概况 |
| 3.3.2 试验步骤 |
| 3.3.3 试验结果 |
| 3.4 地铁联络通道模型试验设计 |
| 3.4.1 模型试验基本概况 |
| 3.4.2 加载试验平台及制冷系统的设计 |
| 3.4.3 监测系统的设计 |
| 3.4.4 试验过程 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 模型试验冻结壁监测结果与分析 |
| 4.1 冻结壁温度场监测结果与分析 |
| 4.2 冻结壁位移场监测结果与分析 |
| 4.3 冻结壁应力场监测结果与分析 |
| 4.3.1 冻结壁冻胀力试验结果与分析 |
| 4.3.2 冻结壁外荷载试验结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 结论和展望 |
| 5.1 结论 |
| 5.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间取得的研究成果 |
（10）动静组合加载下人工冻土动态力学特性及本构模型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 国内外冻土力学研究历程回顾 |
| 1.2.2 冻土爆破研究现状 |
| 1.2.3 单轴状态冻土物理力学性质 |
| 1.2.4 围压状态冻土物理力学性质 |
| 1.2.5 冻土本构模型 |
| 1.2.6 动静组合加载下岩石动力学特性 |
| 1.2.7 进一步研究方向 |
| 1.3 研究内容与技术路线 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 技术路线 |
| 2 动静组合加载下不同围压等级人工冻土SHPB试验与分析 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 人工冻土基本物理力学性质及试验仪器 |
| 2.2.1 土样基本物理性质 |
| 2.2.2 静态力学测试系统及强度计算方法 |
| 2.2.3 动静组合加载SHPB试验装置及动态数据处理 |
| 2.2.4 人工冻土静态试验结果 |
| 2.3 动静组合加载下围压等级对人工冻土动态物理力学性能的影响 |
| 2.3.1 动静组合加载下不同围压SHPB试验方案 |
| 2.3.2 不同应力状态人工冻土动态应力-应变曲线分析 |
| 2.3.3 围压等级对人工冻土动态强度和变形特性的影响 |
| 2.3.4 单轴与动静组合加载下人工冻土的破坏模式 |
| 2.3.5 人工冻土动黏聚力与内摩擦角 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 动静组合加载下不同轴压人工冻土动力学特性研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 动静组合加载下轴压比对人工冻土动态物理力学性能的影响 |
| 3.2.1 一维和三维动静组合加载下不同轴压比试验方案 |
| 3.2.2 轴压比对人工冻土动态应力-应变曲线的影响 |
| 3.2.3 不同轴压比人工冻土动态强度和变形特性分析 |
| 3.2.4 一维和三维动静组合加载下人工冻土破坏模式 |
| 3.3 人工冻土的应变率效应 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 不同温度人工冻土静动态强度和变形特性分析 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 不同温度人工冻土静动态试验方案 |
| 4.3 不同温度人工冻土静动态应力-应变曲线分析 |
| 4.3.1 温度对人工冻土静态应力-应变曲线的影响 |
| 4.3.2 温度对人工冻土动态应力-应变曲线的影响 |
| 4.4 不同温度人工冻土静动态强度和变形特性 |
| 4.5 不同温度人工冻土的破坏模式 |
| 4.6 本章小结 |
| 5 人工冻土SHPB能量耗散与破碎特征 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 人工冻土SHPB能量耗散计算方法及构成 |
| 5.2.1 常规SHPB试验能量耗散计算方法 |
| 5.2.2 动静组合加载下人工冻土SHPB能量耗散计算方法 |
| 5.2.3 人工冻土SHPB能量耗散构成 |
| 5.3 人工冻土SHPB能量耗散结果与分析 |
| 5.3.1 人工冻土SHPB能量时程曲线分析 |
| 5.3.2 不同应力状态人工冻土SHPB能耗分析 |
| 5.3.3 温度和应变率对人工冻土SHPB能耗的影响 |
| 5.3.4 轴压比对人工冻土SHPB能量耗散的影响 |
| 5.4 人工冻土冲击破碎特征 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 动静组合加载下人工冻土动态本构模型 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 单轴状态下冻土动态本构模型 |
| 6.2.1 Johnson-Cook本构模型 |
| 6.2.2 HJC本构模型 |
| 6.2.3 朱-王-唐本构模型 |
| 6.3 动静组合加载人工冻结黏土动态本构模型 |
| 6.3.1 人工冻结黏土动态本构模型推导过程 |
| 6.3.2 人工冻结黏土动态本构模型参数确定 |
| 6.3.3 人工冻结黏土动态本构模型验证 |
| 6.4 动静组合加载人工冻结砂土动态本构模型 |
| 6.4.1 人工冻结砂土动态本构模型推导过程 |
| 6.4.2 人工冻结砂土动态本构模型参数确定 |
| 6.4.3 人工冻结砂土动态本构模型验证 |
| 6.5 动静组合加载人工冻结粉质黏土动态本构模型 |
| 6.5.1 人工冻结粉质黏土动态本构模型推导过程 |
| 6.5.2 人工冻结粉质黏土动态本构模型参数确定 |
| 6.5.3 人工冻结粉质黏土动态本构模型验证 |
| 6.6 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及读研期间主要科研成果 |
四、饱和冻结粉土在常应变率下的单轴抗压强度（论文参考文献）
- [1]长春地区非饱和季冻土力学特性及冻结变形特征研究[D]. 郭浩天. 吉林大学, 2021(01)
- [2]负温和初始含水率对冻结粉质黏土力学性质的影响[J]. 孙义强,孟上九,王淼,汪云龙. 应用基础与工程科学学报, 2021(01)
- [3]冻结砂土三轴抗压强度和变形机理研究[D]. 袁伟. 兰州大学, 2020(01)
- [4]单轴和被动围压下冻土的冲击实验及相关力学特性研究[D]. 贾瑾宣. 西南交通大学, 2020(07)
- [5]尺寸和加载速率对冻结水泥土单轴压缩影响[J]. 陈鑫,张泽,李东庆. 水文地质工程地质, 2019(06)
- [6]地下工程施工中人工冻结软土强度特性及本构关系研究[D]. 屠慈科. 天津大学, 2019(01)
- [7]温度效应下深部黏土强度特性及显式蠕变本构模型研究[D]. 郭梦圆. 安徽理工大学, 2019(01)
- [8]冻结粉质黏土静动力学性质的试验研究与本构模拟[D]. 牛亚强. 兰州交通大学, 2018(03)
- [9]富水卵砾石地层地铁联络通道冻结壁厚度设计研究[D]. 刘忠祥. 西安科技大学, 2018(01)
- [10]动静组合加载下人工冻土动态力学特性及本构模型研究[D]. 马冬冬. 安徽理工大学, 2018(12)