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21世纪工程地质学生长点：土体微结构力学 总被引：21，自引：2，他引：19
本文认为土体结构对其工程性质有重要制约作用,土的结构性模型的建立已成为当代土力学前沿性课题。提出的“微结构力学”理论与方法体系的建立,将为土体工程地质研究开辟崭新的研究领域和工作空间。文中,作者对“微结构力学”的概念及其研究内容、近期和远期研究课题进行了分析,并提供了开展本项研究工作的技术路线建议。 相似文献
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土的本构模型研究现状及发展趋势 总被引：2，自引：0，他引：2
从两方面总结了前人关于土体本构关系的成果以及目前的发展状况：一方面,从宏观现象学角度介绍了剑桥模型、弹性－硬化塑性模型以及为描述循环荷载条件下土的本构特性所建立的多重屈服面模型和边界模型;另一方面,阐述了土的微观结构和土微结构力学模型的研究状况。认为今后的土本械模型研究趋势必将与土的结构性研究紧密相联,成为２１世纪土力学的核心。 相似文献
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软土固结过程中的微结构变化特征 总被引：22，自引：0，他引：22
从粘性土体结构系统观点出发 ,建立了土体结构形态概念模型 ,即土体微结构形态由颗粒形态、颗粒排列方式、孔隙性和颗粒接触关系 4种结构要素定性描述 ,这 4种结构要素分别由颗粒大小、颗粒形状、颗粒定向性等 9种结构参数定量刻划。根据土体具有的非线性特征 ,运用分形几何理论提出了粒度分维、颗粒定向分维等 7项定量表征土体微结构状态的分维指标。在此基础上 ,以厦门软土为例开展了软土固结过程中的微结构变化规律研究 ,发现固结过程中软土微结构要素调整变化具有明显的阶段性 ,前期为剧烈调整阶段 ,后期为缓慢变化阶段 ,整体表现为分维指标下降的趋势 ,从而为软土结构力学模型的建立奠定了基础。 相似文献
4.
《地球科学进展》1991,6(3):102-102
本项成果是水利水电工程、建筑工程、铁道工程、矿山工程、国防工程中存在的地质工程(岩石地基、岩石边坡、隧道等)勘察、试验、设计、施工等的基础理论,也是地震、山崩、滑坡等地质灾害预报和防治的基础理论。 该项成果是孙广忠教授二十多年来组织、领导和参加三十余项大中型工程地质勘察、岩体力学试验研究及设计、施工实践的总结。该项成果系统的研究了岩体结构力学效应,研究了岩体结构对岩体变形、岩体破坏、岩体力学性质控制等方面一系列规律,提出了“岩体结构控制理论是岩体力学基础理论”、“岩体结构力学效应是岩体力学的力学基础”、“岩体结构分析方法和结构力学分析方法是岩体力学研究的基本方法”等一 相似文献
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分析了建立基于SQL的土体数据库的意义和可行性以及SQL数据库的性能特点。通过大量工程试验资料的整理,初步建立了土体物理力学参数数据库,并对土体数据库的应用及维护进行了初步探讨。利用已经建立的数据库研究了华东地区土体压缩指数与回弹指数的关系。随着数据库的日益完善,可用来研究更多土体物理力学参数之间的关系。 相似文献
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2015年12月20日11时40分许,广东省深圳市光明新区红坳村渣土临时受纳场发生一起渣土堆填物特大滑坡事故,滑坡覆盖面积约38.5×104 m2。根据前人对滑坡特征与成因机制的分析成果并结合现场调查可知,堆填物底部饱水形成软弱滑动层是滑坡失稳破坏的主要原因。为了对滑坡堆填物底部饱水的原因进行分析,文章对滑坡土体的渗透性进行了常水头渗透试验与物理模拟试验研究。研究结果表明:深圳“12·20”滑坡土体渗透系数明显大于一般黏土;渗透系数随着初始含水率和干密度的增大均呈指数函数关系,且相关系数分别大于0.96与0.925;在后缘注水的情况下,土体的垂直渗透性大于水平渗透性。 相似文献
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土体是一种颗粒物质,其强度与变形特性具有显著的颗粒尺度效应。根据土体颗粒间的连结性状和微重比,将土颗粒划分为基体颗粒与加强颗粒。构建了反映土体内部材料信息和颗粒特征信息的土体胞元,基于应变梯度理论建立可以描述土体颗粒尺度效应的土体胞元模型。设计一系列饱和重塑土的直接快剪试验以研究土体直剪力学特性的颗粒尺度效应,并定量计算了土体胞元模型的应变梯度和內禀尺度等微细观计算参数。试验结果表明,土体的剪切屈服应力随加强颗粒体积比和平均应变梯度的增加而增加,且与加强颗粒体积比呈近似线性关系,与平均应变梯度呈抛物线关系;加强颗粒粒径对土体的剪切屈服应力影响不明显。土体剪切屈服应力的试验结果与土体胞元模型的预测结果一致。 相似文献
8.
《岩土力学》2021,(4)
土体是一种多相碎散性颗粒材料,具有显著的非均匀非连续力学特性。建立在单一宏观尺度上的经典弹塑性有限元法忽略了土体微细观尺度上的控制机制,不能模拟和预测土体跨尺度层次演化的变形-破坏过程。为研究土体微细观尺度上的物理细节和运动特征对宏观力学响应的影响规律,基于多尺度分层次的土体胞元模型,建立考虑土颗粒转动自由度的多尺度耦合颗粒微转动理论,并编制相应的颗粒微转动理论多尺度耦合有限元程序,对地基塑性区的开展深度进行模拟和预测。结果表明:颗粒微转动理论能有效地实现土颗粒微细观运动细节与土体宏观力学响应的跨尺度耦合关联,且可有效地克服经典有限元法的病态网格依赖性问题;土颗粒的转动位移主要集中在地基塑性区范围内,颗粒转动位移最大值为4°;地基塑性区的开展深度随地基土的颗粒粒径和弹性模量的增加而增大。地基塑性区跨尺度演化的微细观物理机制可解释为:土颗粒的微观转动削弱了颗粒之间应变的传递能力,进而形成塑性应变的集中和发展,最终导致地基的塑性区贯通而发生破坏。 相似文献
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浅谈工程地质学的基本理论与方法工程环境整体论与整体观方法论 总被引：1，自引：0，他引：1
工程地质学的研究目的, 是使工程建设和运营最大限度地适应并保护环境 (天人整体论 )。因此其研究内容, 围绕工程与环境的相互作用这个核心, 包括天然工程地质条件和环境、工程的地质作用和环境效应即人为地质现象, 特别是人为地质灾害的可能性。这些研究, 都应从区域到场地再到区域, 从深部到浅表再到深部 (区域深部控制观点和环境效应扩展观点 ), 从历史到现状到远近未来 (自然 -人为历史观点 ) ;环境效应应从单项到全部 (全面无遗 )再到单项 (突出重点 ) (时空态整体论 )。而其研究方法, 应是岩体, 土体结构力学、岩体、土体水力学与岩土水气物理化学的微观研究并举但突出结构力学, 地质科学、环境科学、工程科学、系统科学的宏观研究并举但突出地质科学 (宏观微观整体论 ) ;建立地质模型、力学模型、数学模型和管理模型, 并与探测、测试、模拟实验、计算预测、监测、管理技术的开发应用相结合, 以求解和实现模型 (手段目的整体论 )。根据以上论述, 文中还对工程地质学的学科体系、学科地位、机构设置、人员培养等提出建议。 相似文献
10.
土体的结构性研究是土力学研究中的前沿课题之一.工程土体在宏观上所表现出来的非连续、不均匀、各向异性和非确定性等复杂性特征, 从根本上取决于土体微观结构的非连续性和非确定性.可以说土体的复杂性是其介质结构与组分非线性的直接体现.因而, 对土体结构及其模型的研究, 成为土力学的核心问题之一.科学建立土体演化的结构控制模型, 进而建立基于土体微观结构演化机制的土力学模型和本构关系是土力学理论发展的新方向.从土体微观结构研究的进展出发, 探讨了土体结构演化机制和结构模型的特点, 进而指出土力学理论建模的新思路. 相似文献
11.
适用于实验细观力学研究的小型剪切仪 总被引：1，自引：1，他引：1
为适应实验细观力学研究的要求，研制了一种可以配装在光学体视显微镜下的小型剪切仪，可以很直观地观察试样在受力过程中微结构变形破坏的全过程。初步试验研究结果表明，这是一项对各类土和软岩进行细观力学研究非常有用的新设备。 相似文献
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土体龟裂力学机理及理论模型研究进展 总被引：1，自引：0，他引：1
土体龟裂是一种常见的自然现象,它对土体的物理力学性质有重要影响,是许多工程地质及环境地质问题的重要诱因。开展土体龟裂研究,探讨其形成机理并构建相应的理论模型,一直是本课题的研究重点和难点。根据近年来国内外围绕土体龟裂所取得的研究成果,着重对土体龟裂的力学机理及相关理论模型研究进展进行了归纳和总结,并依据各模型的理论基础及其特点进行了分类和评价,得到如下主要认识:学界关于龟裂的形成机理尚未有统一认识,主流观点认为龟裂是土体张拉破坏的一种表现形式,张拉应力和抗拉强度是控制龟裂形成的两个关键力学指标,但上述力学机理不能解释所有的土体龟裂现象。与土体龟裂相关的理论模型总体上可以分为4大类:（1）以断裂力学为理论基础的模型:代表性的有线弹性断裂力学模型、弹塑性断裂力学模型和基于线弹性断裂力学的有限元模型;（2）以张拉破坏为理论基础的模型:代表性的有线弹性力学模型、剪切破坏模型、弹性力学模型和黏性开裂模型;（3）以土体干缩变形过程为基础的含水率-体积变化模型;（4）以土体固结理论为基础的应力路径分析模型。在此基础上,进一步对各模型的适用条件及不足之处进行了评价。最后,笔者对该课题今后的研究重点和方向提出了建议,包括:蒸发过程中土体微观结构变化及微观力学分析;蒸发过程中孔隙水的迁移过程、分布特征及赋存状态研究;土体收缩研究;土体抗拉强度研究;裂隙发育宽度及深度预测理论模型研究;龟裂发育几何形态特征预测理论模型研究。 相似文献
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Tan Luorong 《岩土力学》1983,4(1):73-86
The engineering mechanical properties of the soil are under the influence of the various factors. The microstructure character of the soil is one of the main factors, concerned by engineering technicians and scientists in recent years. In this paper, the historical development of the microstructure research for the soil is simply retraced. It is mentioned that some contents and results of microstructure research in foreign country and the research results of various representive soil of recent years in our country. Furthermore, the viewpoints about the further research of the microstructure is proposed by the author. 相似文献
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土体结构系统层次划分及其意义 总被引：2，自引：1，他引：1
土体结构系统研究是一项综合性、跨学科、具有重要理论和实践意义的基础性工作,它在尺度上涵盖了从宏观土区到微观粒子的整个土体系统。本文依据土体性质随尺度变化的原则,将土体结构系统从宏观到微观划分为7个层次,对每个层次的含义、研究内容和研究方法作了阐述。在分析了土体结构系统层次划分的意义后,进一步介绍了土体结构系统研究中面临的几个重要课题。土体结构系统的层次划分厘清了土体工程性质研究中的一些模糊认识,使土力学和工程地质学紧密结合在一起,为全面系统地研究土体结构系统打下了坚实基础。 相似文献
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土的微观结构研究概况和发展 总被引：7，自引：1，他引：6
土体的工程力学特性受许多因素的影响,其中土的微观结构特征是重要因素之一,近年来受到许多工程技术人员和科研人员的重视。本文简要地回顾了土结构研究的历史进程,扼要介绍了国外的某些研究内容,成果和我国近几年来对不同代表性土的研究结果。最后,对微结构研究的进一步发展提出了一些看法。 相似文献
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冰透镜体形成过程中的土体破裂驱动力研究综述 总被引：1，自引：1，他引：0
随着寒区工程高等级化和变形限制要求的进一步严格化,冻胀问题已经成为寒区工程建设考虑的关键问题。造成冻胀的原因在于外界水分迁移冻结并形成冰透镜体,因此,深入认识冰透镜体形成问题对解决实际工程中的冻害问题具有重要的意义。由于冰透镜体的形成受控于土体破裂驱动力,因此,深入开展冻结过程中的土体破裂驱动力研究对阐明冰透镜体的生长机理以及解决工程冻胀问题具有重要的指导意义。通过对国内外在土体冻结过程中的土体破裂驱动力方面的研究进行综合评述,指出各研究结果之间的异同点。基于各研究结果的相同点,分析了目前土体破裂驱动力研究中存在的不足,并提出了今后研究发展的方向。 相似文献
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城市热岛效应对土的工程性质影响及灾害效应分析 总被引：3，自引：0，他引：3
随着世界各国,尤其我国的城市化进程的不断加快,城市规模不断扩大,城市中高层建筑的密度越来越高,城市热岛效应（UHIE）及其带来的各类环境问题日益突出。对于城市热岛效应的研究目前主要集中在城市范围内的大气部分,对于它对城市赖于存在的地质环境的影响研究很少,而对土的工程性质的影响及其灾害效应常被忽视。从UHIE与城市地下土体工程性质间的关系出发,介绍了UHIE的成因和发展程度,剖析了城市环境中的土体与自然环境中土体的差别以及UHIE影响土体工程性质的方式,初步分析了UHIE对土的工程性质的影响及其引起的灾害效应。分析成果对于开展城市热岛效应环境中土的工程性质变化及其灾害效应研究有重要的指导意义。 相似文献
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寒区工程被破坏的最主要原因之一就是冻融循环作用,冻融循环过程可导致土的工程性质发生较大的变化,进而导致寒区工程设施产生变形,甚至失稳。对冻融循环作用下土的结构、基本物理性质以及力学性质进行了分析和总结。研究发现：冻融循环作用后土颗粒之间的原有结构被破坏,从而形成新的结构,土中团粒会发生分裂和团聚作用,团粒粒径向均一性趋势发展,并且在不同的内部及外部条件下,土会产生不同的构造;冻融循环后,土的渗透性增大,塑性指数减小。松散土和密实土的密度以及孔隙比具有不同的变化趋势,并且可使无湿陷性的黄土状土中大孔隙增加并产生湿陷性。土的力学性质变化趋势不一,一方面这与土的构造变化直接相关,另一方面冻融循环试验方法的不同也是引起研究结果差异性较大的重要原因。因此,需要建立冻融循环作用下土工程性质变异性的判定方法、评价及预测体系,而这些也可能成为未来研究工作的方向。 相似文献