土的本構關系數(shù)值建模研究

目錄
符號表
第1章 緒論 1
1.1 土的本構關系 1
1.2 土的力學特性 2
1.3 土的本構模型發(fā)展及現(xiàn)狀 8
1.3.1 解析方法 9
1.3.2 數(shù)值方法 15
1.3.3 膨脹土的本構關系研究 18
1.4 問題的提出 20
1.5 主要研究工作 21
第2章 巖土本構關系及影響因素 23
2.1 土的應力-應變 23
2.1.1 應力 23
2.1.2 應變 24
2.2 土的本構關系模型 25
2.2.1 彈性模型 25
2.2.2 塑性模型 28
2.3 膨脹土本構模型 36
2.3.1 膨脹土強度理論 37
2.3.2 膨脹土變形理論 38
2.4 應力路徑對巖土本構關系的影響 40
第3章 數(shù)值建模方法 44
3.1 巖土本構關系的反問題理論及應用 44
3.1.1 反問題的一般描述 44
3.1.2 本構關系的反問題 44
3.2 塑性體應變與塑性剪應變之間的相互作用原理 45
3.3 建模基本理論 47
3.3.1 數(shù)值建模方法的基本框架 47
3.3.2 數(shù)值建模方法的優(yōu)越性 48
3.4 神經(jīng)網(wǎng)絡理論及原理 49
3.4.1 神經(jīng)網(wǎng)絡結構 49
3.4.2 神經(jīng)網(wǎng)絡的特點 49
3.4.3 神經(jīng)網(wǎng)絡的學習算法 50
3.5 BP與RBF神經(jīng)網(wǎng)絡的比較 51
3.5.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡 51
3.5.2 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡 52
3.5.3 RBF學習算法 53
3.5.4 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡與BP神經(jīng)網(wǎng)絡的比較 54
3.6 神經(jīng)網(wǎng)絡在巖土工程中的應用 54
第4章 膨脹土三軸試驗和數(shù)值建模 57
4.1 工程背景與物性試驗 57
4.2 膨脹土基本物性試驗 61
4.3 膨脹土三軸壓縮試驗 63
4.4 膨脹土三軸試驗曲線 69
4.5 神經(jīng)網(wǎng)絡學習及預測 73
4.5.1 輸入層和輸出層設計 73
4.5.2 隱含層神經(jīng)元選擇 74
4.5.3 RBF算法 74
4.5.4 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡與BP神經(jīng)網(wǎng)絡預測對比 75
4.5.5 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡預測效果 76
4.6 應力-應變?nèi)S曲面 78
4.7 數(shù)值模型的建立 80
4.8 數(shù)值模型的驗證 83
4.8.1 計算模型 84
4.8.2 計算結果 84
4.8.3 結論 85
第5章 砂土三軸試驗和數(shù)值建模 87
5.1 砂土物理指標測定試驗 87
5.1.1 砂土顆粒分析試驗 87
5.1.2 砂土表觀密度測定 88
5.1.3 砂土堆積密度 88
5.2 砂土三軸試驗 89
5.2.1 試驗方案 89
5.2.2 砂樣配制 90
5.3 試驗數(shù)據(jù)整理和分析 91
5.3.1 三軸試驗數(shù)據(jù) 91
5.3.2 靜水壓力試驗數(shù)據(jù)和K值的測定 95
5.4 等主應力比三軸試驗應力-應變曲線 101
5.5 應力-應變?nèi)S曲面 103
5.6 屈服軌跡 104
5.7 數(shù)值模型的建立 106
5.7.1 本構模型 106
5.7.2 神經(jīng)網(wǎng)絡學習及預測 107
5.8 數(shù)值模型的驗證 108
第6章 黏土三軸試驗和數(shù)值建模 109
6.1 試樣制備 109
6.2 試樣飽和 109
6.2.1 抽氣飽和 109
6.2.2 反壓力飽和 110
6.3 試樣安裝和固結 110
6.4 試驗方案 111
6.4.1 正常固結土三軸壓縮試驗方案 111
6.4.2 超固結土排水剪切常規(guī)三軸壓縮試驗方案 113
6.4.3 彈性變形參數(shù)試驗方案 113
6.5 試驗結果及分析 115
6.5.1 正常固結土三軸壓縮試驗結果及分析 115
6.5.2 超固結土三軸壓縮試驗結果及分析 116
6.5.3 彈性變形參數(shù)試驗結果 119
6.5.4 試驗結果分析 121
6.6 黏土本構關系的數(shù)值建模 122
第7章 應力路徑和應力歷史對本構關系的影響 128
7.1 應力路徑對土的本構關系影響機理研究 128
7.1.1 試驗工作 128
7.1.2 應力路徑相關性是塑性體應變與剪應變相互作用的綜合表現(xiàn)形式 129
7.1.3 旋轉硬化的機理 130
7.2 應力歷史對黏土本構關系影響機理研究 131
7.2.1 塑性體應變對應力-應變關系曲線的控制作用 132
7.2.2 剪脹與剪縮發(fā)生的條件 132
7.2.3 臨界狀態(tài) 133
7.2.4 試驗工作 134
7.3 應力路徑對重塑黏土有效抗剪強度參數(shù)影響研究 135
7.3.1 試驗工作 136
7.3.2 試驗結果處理與分析 137
第8章 內(nèi)容歸納與研究展望 139
8.1 內(nèi)容歸納 139
8.2 研究展望 141
參考文獻 143