1 绪论 1
1.1 问题的提出 1
1.2 国内外研究现状及动态 3
1.2.1 实验设备与黏土试样 3
1.2.2 土的动力特性研究 8
1.2.3 土的本构模型研究 14
1.2.4 新型基础的稳定性分析 20
2 试验设备及饱和黏土制样技术 23
2.1 概述 23
2.2 试验设备 24
2.2.1 试验设备功能简介 24
2.2.2 技术参数指标 26
2.3 空心圆柱试样应力状态分析与计算公式 27
2.3.1 应力状态分析 27
2.3.2 应力状态公式 27
2.4 改进的饱和黏土制样技术 30
2.4.1 黏土制样技术概述 30
2.4.2 饱和黏土制备装置 32
2.4.3 制样过程 34
2.4.4 制样效果 36
2.5 试验条件 37
2.5.1 土样 37
2.5.2 试样尺寸及固结 38
3 饱和黏土的单调剪切特性 40
3.1 概述 40
3.2 不同应变速率下饱和黏土的单调剪切特性 41
3.2.1 固结不排水剪切特性 41
3.2.2 不固结不排水剪切特性 44
3.3 三向非均等固结条件下饱和黏土的单调剪切特性 50
3.3.1 应力参数的定义 50
3.3.2 试验方法 51
3.3.3 不同初始主应力方向角对强度的影响 52
3.3.4 不同初始主应力方向角对孔压的影响 54
3.4 超固结条件下饱和黏土单调剪切特性 54
3.4.1 应力-应变关系特性 54
3.4.2 强度特性 55
4 饱和黏土动模量与阻尼比试验研究 57
4.1 概述 57
4.2 UU试验条件下饱和黏土分级加载动力特性 58
4.2.1 动剪切模量与阻尼比的定义 58
4.2.2 分级加载历史对动剪切模量与阻尼比的影响 59
4.2.3 初始剪应力对动剪切模量与阻尼比的影响 61
4.2.4 耦合循环应力对动剪切模量与阻尼比的影响 63
4.3 CU试验条件下饱和黏土分级加载动力特性研究 66
4.3.1 加、卸围压固结条件对动剪切模量的影响 68
4.3.2 加、卸围压固结条件对阻尼比的影响 73
4.4 CU试验条件下耦合循环应力对饱和黏土动力特性的影响 75
4.4.1 试验概况 75
4.4.2 耦合循环应力对动剪切模量的影响 76
4.4.3 耦合循环应力对阻尼比的影响 79
5 饱和黏土的循环剪切变形特性 81
5.1 概述 81
5.2 UU试验条件下饱和黏土循环剪切变形特性及破坏标准 82
5.2.1 加载模式及应力路径 82
5.2.2 循环剪切变形特性 82
5.2.3 综合应变与应变破坏标准 86
5.3 CU试验条件下饱和黏土的循环剪切变形特性 90
5.3.1 耦合循环应力对剪切变形特性影响 90
5.3.2 波形不同的耦合循环应力对剪切变形特性影响 96
5.3.3 耦合循环应力对不同超固结比黏土剪切变形特性影响 101
5.3.4 耦合循环应力作用下频率对饱和黏土剪切变形特性影响 104
6 饱和黏土的动强度特性 107
6.1 概述 107
6.2 UU试验条件下饱和黏土循环强度及其确定方法 108
6.2.1 试验概况 108
6.2.2 循环剪切强度 109
6.2.3 归一化循环剪切强度及其存在的问题 111
6.2.4 归一化循环剪切强度简便确定方法 113
6.3 CU试验条件下饱和黏土的动强度特性 114
6.3.1 试验概况 114
6.3.2 耦合循环应力作用下初始主应力方向角对黏土动强度的影响 115
6.3.3 耦合循环应力作用下初始主应力方向角对黏土孔隙水压力的影响 119
7 饱和黏土的循环蠕变特性及其计算模型 121
7.1 概述 121
7.2 试验条件的确定 122
7.2.1 海洋平台地基变形过程的简化模式 122
7.2.2 黏土的残余应变经验模式 122
7.2.3 试验条件 123
7.3 循环蠕变特性 124
7.3.1 应力-应变关系的循环蠕变特性 124
7.3.2 循环蠕变特性的影响因素对比分析 126
7.4 循环软化总变形的计算模式 127
7.4.1 循环蠕变的计算模式 127
7.4.2 循环软化总变形计算模型的建立 129
8 循环蠕变计算模型在桶形基础稳定性分析中的应用 134
8.1 概述 134
8.2 模型的有限元实施 137
8.2.1 循环荷载作用下地基土单元的应力状态分析 137
8.2.2 ADINA自定义材料的开发环境及其工作流程 138
8.2.3 计算模型的二次开发过程 138
8.2.4 循环软化总变形的计算步骤 141
8.3 桶形基础承载力及循环变形分析 143
8.3.1 有限元几何模型及边界条件 143
8.3.2 有限元接触算法 144
8.3.3 桶形基础的单调承载力 145
8.3.4 桶形基础地基的循环软化变形分析 148
参考文献 155
附录1 非线性弹性材料模型二次开发程序源代码 164
附录2 非线性循环蠕变材料模型二次开发程序源代码 171