膨脹紅砂巖水理性試驗及漸進破壞理論

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 概述 1
1.2 問題的提出 1
1.2.1 工程需要的緊迫性 1
1.2.2 膨脹性質的復雜性 2
1.2.3 認識的不足性 2
1.3 膨脹巖的判別及分類 3
1.3.1 膨脹巖的判別 3
1.3.2 膨脹巖的分類 5
1.4 國內外研究現狀 7
1.4.1 膨脹機理的研究 7
1.4.2 膨脹特性試驗研究 11
1.4.3 膨脹巖的膨脹本構關系 12
1.5 主要研究內容 16
參考文獻 17
第2章 膨脹紅砂巖水理性試驗研究 21
2.1 概述 21
2.2 膨脹紅砂巖的物理特性 21
2.2.1 密度試驗 21
2.2.2 含水率試驗 22
2.2.3 比重試驗 23
2.3 膨脹紅砂巖膨脹力學特性試驗研究 23
2.3.1 膨脹力變化規(guī)律研究 23
2.3.2 膨脹力與膨脹變形的規(guī)律研究 25
2.3.3 膨脹力力學參數變化規(guī)律研究 26
2.4 膨脹紅砂巖變形特性試驗研究 29
2.4.1 原巖自由膨脹率試驗 29
2.4.2 原巖有側限膨脹特性試驗 30
2.5 膨脹紅砂巖力學性質試驗研究 37
2.5.1 單軸抗壓強度試驗 37
2.5.2 抗剪強度試驗 40
2.6 膨脹紅砂巖濕化特性試驗研究 45
2.6.1 微觀結構試驗 45
2.6.2 濕化性試驗 46
2.6.3 濕化機理探究 48
參考文獻 50
第3章 膨脹紅砂巖彈塑性本構模型研究 51
3.1 概述 51
3.2 基于濕度應力場理論的膨脹紅砂巖彈塑性本構模型 52
3.2.1 彈性狀態(tài)的本構模型 52
3.2.2 塑性狀態(tài)的本構模型 53
3.3 膨脹紅砂巖模型數值模擬及模型驗證 56
3.3.1 三維有限元程序原理 57
3.3.2 有限元程序編制 62
3.3.3 計算結果與實測結果的對比分析 63
3.3.4 計算結果與分析 65
參考文獻 72
第4章 膨脹紅砂巖漸進破壞損傷理論研究 74
4.1 概述 74
4.2 膨脹紅砂巖細觀損傷演化試驗研究 74
4.2.1 試驗簡介 75
4.2.2 水對膨脹紅砂巖細觀結構變化的影響 77
4.3 膨脹紅砂巖損傷演化的數字圖像分析描述 82
4.3.1 Geo-image程序簡介 82
4.3.2 細觀結構演化量化分析 85
4.4 膨脹紅砂巖漸進破壞理論分析 100
4.4.1 巖石漸進破壞理論 100
4.4.2 膨脹紅砂巖細觀損傷演化與宏觀力學響應的關系 102
參考文獻 110
第5章 膨脹紅砂巖細觀損傷演化本構模型 112
5.1 損傷變量的選取 112
5.2 膨脹紅砂巖細觀損傷演化本構方程 114
5.2.1 膨脹紅砂巖峰值應變前損傷本構方程 114
5.2.2 膨脹紅砂巖峰值應變后損傷本構方程 115
5.3 膨脹紅砂巖細觀損傷演化本構方程的驗證 118
5.3.1 損傷本構方程簡介 118
5.3.2 本構方程的驗證與分析 121
參考文獻 124
第6章 工程實例應用研究——膨脹紅砂巖現場特性試驗 126
6.1 概述 126
6.2 工程概況 126
6.2.1 工程背景 126
6.2.2 工程地質情況 127
6.3 膨脹紅砂巖與混凝土膠結面現場剪切試驗研究 128
6.3.1 試驗方案選定 128
6.3.2 試驗結果分析 132
6.4 紅山窯膨脹紅砂巖地基荷載試驗 134
6.4.1 試驗方案選定 134
6.4.2 試驗結果分析 136
6.5 膨脹紅砂巖膨脹率現場試驗 137
6.5.1 試驗方案選定 137
6.5.2 膨脹率特性觀測結果及分析 139
6.6 地基處理方案確定 143
6.6.1 構筑物地基處理范圍的確定 144
6.6.2 地基處理方案初步比較 144
6.6.3 地基處理方案最終確定 145
6.7 地基處理方案的有限元驗證 148
6.7.1 膨脹紅砂巖膨脹率數值模擬試驗 148
6.7.2 中風化膨脹紅砂巖地基平板荷載試驗數值模擬 156
參考文獻 159