导　　师： 房营光; 熊玉春

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 土是岩石在大自然中,经过长期的风化、侵蚀、沉积等地质作用下形成的,其粒径分布从几微米至数十厘米的范围约6个尺度量,使土体具有不同尺度层次的颗粒和结构。土体力学行为涉及多个尺度层次颗粒和结构的相互作用,对跨尺度层次颗粒群集成的土体宏观力学性质产生重大影响。土颗粒界面的力学性质与内部性质完全不同,在外力作用下界面容易产生滑动与分离,引发土体内部出现不均匀的微细观间断变形,最终在宏观层面上表现出非连续性非均匀性。传统土力学是建立在土体是连续性均匀性的基础上,这不符合实际情况。如果能从根源的尺度出发,建立多尺度多层次耦合力学特征的模型去模拟土体非连续性的颗粒尺度效应,将能更接近的描述土体的受力状态。本文基于微细观机制的应变梯度理论,以粒径小于0.075mm的粘土颗粒、粒径大于0.075mm石英砂和孔隙水组合而成的胞元土体为载体,进行一系列渗透试验、直剪试验、三轴试验,探讨土体介质基于有效应力的强度与变形的颗粒尺度效应规律,并与基于总应力下的颗粒尺度效应规律进行对比分析,最后将试验结果与土体胞元模型预测值对比,分析模型的适用性。本文的主要研究工作和取得的成果如下:(1)制备一系列不同加强颗粒体分比、加强颗粒粒径的试样进行渗透试验,发现:随着加强颗粒体分比增大,土体胞元试样的渗透特性提高;随着加强颗粒粒径增大,土体胞元试样的渗透性降低,但效果不明显。(2)制备一系列不同加强颗粒体分比、加强颗粒粒径的试样进行直剪试验(快剪试验、固结快剪试验、慢剪试验)。试验结果表明土体胞元试样都展现出强烈的颗粒尺度效应:土体胞元的抗剪强度随加强颗粒体分比增大而增大,随加强颗粒粒径的增大而小幅减小。粒径变化对土体胞元抗剪强度的影响小于体�

关 键 词： 颗粒尺度效应 土体胞元模型 应变梯度 有效应力 三轴试验

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