学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

加筋土结构本构模型研究

作　者: 龚羊庆
导　师: 黄英
学　校: 昆明理工大学
专　业: 水利水电工程
关键词: 加筋土结构界面损伤模型本构模型敏感性分析 BP神经网络模型
分类号: TU472
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 278次
引　用: 3次
阅　读: 论文下载

内容摘要

本文在综合分析当前加筋土结构研究现状的基础上,针对加筋土结构研究中的重点问题——加筋土结构的本构模型特别是筋土界面本构模型进行研究。通过筋土界面的直剪试验和拉拔试验明确了筋土界面的剪切力学特性,将整个剪切过程划分为弹性剪切、弹塑性剪切、应变软化和残余摩擦四个阶段,并将加筋土结构的破坏划分为筋材拉断破坏、筋材拔出破坏Ⅰ、筋材拔出破坏Ⅱ和极限破坏四种形式。而筋土界面的力学特性引入损伤土力学理论来描述,将筋土界面任一状态看成由无损伤状态和完全损伤状态组合而成,损伤演化过程为无损伤状态向完全损伤状态的逐渐转化过程。无损伤状态定义为筋土界面没有受到任何剪切作用时的状态,根据岩土塑性力学原理建立起无损伤状态界面弹塑性本构模型;完全损伤状态定义为筋土界面处于剪切位移较大时的残余剪切状态,根据岩土塑性力学原理建立起完全损伤状态界面理想塑性模型;并通过界面塑性剪应变损伤演化变量将无损伤状态界面本构模型和完全损伤状态界面本构模型结合起来,建立了加筋土结构的任一状态筋土界面损伤模型,并给出了模型参数的确定方法。这样,加筋土结构土体部分采用Duncan—Chang的E-K模型,筋材部分采用线弹性～理想塑性模型,再结合筋土界面损伤模型,就建立起分离式加筋土本构模型。建立本构模型后,关键问题在于模型参数的确定,且模型参数的变化对土体结构应力-位移影响很大。一方面,运用了GEO-SLOPE软件中的SIGMA/W模块对E-K模型参数进行了敏感性分析,通过该敏感性分析明确了各参数对土体结构应力-位移的影响程度,并指出对土体结构应力-位移敏感性较高的参数在确定过程中应予以重视;另一方面,基于人工神经网络建立了土体抗剪强度指标的BP神经网络模型,该模型可以综合反映土体物理性质之间的非线性关系,得出的抗剪强度指标预测值与试验值接近,且精度较高,为确定E-K模型抗剪强度指标参数提供了一条新途径。

全文目录

摘要  4-6
ABSTRACT  6-8
目录  8-12
第一章绪论  12-30
  1.1 引言  12-13
  1.2 加筋土技术的发展及工程应用  13-18
  1.3 加筋土结构研究现状  18-26
    1.3.1 试验研究  18-21
    1.3.2 筋—土相互作用机理研究  21
    1.3.3 加筋土的分析理论  21-24
    1.3.4 加筋士的本构关系理论  24-25
    1.3.5 加筋土的数值分析理论  25-26
  1.4 问题的提出及研究意义  26-27
  1.5 本文的研究目的及主要内容  27-28
  1.6 本文的组织安排  28-30
第二章筋土界面本构模型  30-52
  2.1 引言  30
  2.2 筋土界面力学特性分析  30-39
    2.2.1 筋土界面试验研究  31-37
      2.2.1.1 土与结构物接触面的试验  32-35
      2.2.1.2 加筋土的拉拔试验  35-37
    2.2.2 筋土界面的破坏机理  37-39
  2.3 筋土界面损伤模型  39-48
    2.3.1 损伤基本理论简介  40
    2.3.2 无损伤状态界面本构模型  40-43
    2.3.3 完全损伤(临界)状态界面本构模型  43-44
    2.3.4 损伤状态变量演化律  44-45
    2.3.5 界面损伤模型的推导  45-47
    2.3.6 界面损伤模型参数确定  47-48
  2.4 筋材的本构模型  48-49
  2.5 本章小结  49-52
第三章 E—K模型参数敏感性分析  52-70
  3.1 引言  52-53
  3.2 Duncan-Chang的E-K模型  53-58
    3.2.1 E-K模型简介  53-54
    3.2.2 模型参数的确定  54-58
      3.2.2.1 切线弹性模量  54-57
      3.2.2.2 切线体积模量  57-58
  3.3 E-K模型参数敏感性分析  58-68
    3.3.1 敏感性分析的意义  58
    3.3.2 敏感性分析方法  58-59
    3.3.3 结果分析及讨论  59-68
      3.3.3.1 E_t中各参数的影响  63-66
      3.3.3.2 K_t中各参数的影响  66-67
      3.3.3.3 参数的综合对比  67-68
  3.4 本章小结  68-70
第四章土抗剪强度指标的BP网络模型研究  70-80
  4.1 引言  70
  4.2 影响土体抗剪强度的物理性质因素  70-72
  4.3 人工神经网络模型  72-74
    4.3.1 BP网络模型  72
    4.3.2 BP网络模型的训练  72-73
    4.3.3 选取样本  73-74
  4.4 训练和预测成果  74-78
  4.5 本章小结  78-80
第五章结论与展望  80-84
  5.1 主要工作  80-81
  5.2 主要结论  81-82
  5.3 展望  82-84
致谢  84-86
参考文献  86-90
符号说明  90-92
附录  92
  攻读学位期间发表论文目录  92

加筋土结构本构模型研究

内容摘要

全文目录

相似论文