›› 2008, Vol. 29 ›› Issue (S1): 475-480.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

横观各向同性冻土弹性常数及强度预测

王正中1,2,牟声远1,牛永红2,陈立杰1,刘 军1,刘旭东1   

  1. 1. 西北农林科技大学 水工程安全与病害防治研究中心,杨凌 712100;2. 中国科学院 冻土工程国家重点实验室,兰州 730000
  • 收稿日期:2008-07-25 出版日期:2008-11-11 发布日期:2016-04-15
  • 作者简介:王正中,男,1963年生,博士生导师,教授,主要从事水工结构工程学科教与科研工作

Predictions of elastic constants and strength of transverse isotropic frozen soil

WANG Zheng-zhong1,2, MU Sheng-yuan1, NIU Yong-hong2, CHEN Li-jie1, LIU Jun1, LIU Xu-dong1   

  1. 1. Research Center of Water Engineering Safety and Disaster Prevention , Northwest A&F University, Yangling 712100, China; 2. State Key Laboratory of Frozen Soil Engineering, China Academy of Sciences, Lanzhou 730000, China
  • Received:2008-07-25 Online:2008-11-11 Published:2016-04-15

摘要: 在分析冻土形成过程及其组构前提下,从冻土细观结构特征出发,将冻土视为由冰层与干硬土层黏结组成的横观各向同性固体介质。根据复合材料力学理论,求出冻土各向同性面内及面外的弹性模量和泊松比;基于Tsai-Wu 准则,预测了横观各向同性冻土的强度。根据实验数据,分析了不同组分对冻土弹性常数及强度的影响。在工程应用中可根据环境温度及土质、系统有无水分补给、温降速度与冻结速率是否同步、冻土受力方向与冻结封面方向的具体情况选用即可,从而大幅降低室内外试验次数。为冻土工程数值计算奠定了基础,为进一步了解冻土力学特性提供了理论依据

关键词: 横观各向同性, 冻土, 弹性模量, 泊松比, 强度准则

Abstract: Under the analysis frozen earth forming process and the fabric premise, embarks from the frozen earth viewing carefully structural feature, regards as the transverse view isotropic solid dielectric which the frozen earth is composed of the ice layer and the dry and hard soil layer caking. According to the theory of composite materials mechanics, in outside the frozen earth isotropic surface and the surface elasticity coefficient and the Poisson’s ratio are obtained. Based on the Tsai-Wu criterion, the transverse isotropic frozen soil strength is perdicted. According to the empirical data, the influence of the different components on the frozen soil elastic constant and strength is analyzed. In the project application, according to the ambient temperature and the soil texture, whether there is the system moisture content supplies, the temperature drop speed and the freeze speed whether synchronization, the frozen soil stress direction and the freeze title page direction special details selects then, thus the indoor and outside test number is reduced largely. Has laid the foundation for the frozen soil project numerical calculation, to further understand that the frozen soil mechanics characteristic so as to provide the theoretical basis.

Key words: transverse isotropy, frozen soil, Young’s modulus, Possion’s ratio, strength criterion

中图分类号: 

  • P 314.5
[1] 汪 杰, 宋卫东, 谭玉叶, 付建新, 曹 帅, . 水平分层胶结充填体损伤本构模型及强度准则[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1731-1739.
[2] 赵丁凤, 梁 珂, 陈国兴, 熊 浩, 周正龙, . 剪切-体积应变耦合的孔压增量模型试验[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1832-1840.
[3] 张明礼, 温 智, 董建华, 王得楷, 侯彦东, 王 斌, 郭宗云, 魏浩田, . 考虑降雨作用的气温升高对多年冻土 活动层水热影响机制[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1983-1993.
[4] 郑国锋, 郭晓霞, 邵龙潭, . 基于状态曲面的非饱和土强度准则及其验证[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1441-1448.
[5] 李 鑫, 刘恩龙, 侯 丰, . 考虑温度影响的冻土蠕变本构模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 624-631.
[6] 顾晓强, 杨朔成, . 基于离散元数值方法的砂土小应变弹性特性探讨[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 785-791.
[7] 巴振宁, 周 旭, 梁建文, . 横观各向同性凸起地形对平面qP-qSV波的散射[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 379-387.
[8] 吴顺川, 姜日华, 张诗淮, 张 敏, . 修正Hoek-Brown强度准则在钻孔稳定性 分析中的应用[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 1-13.
[9] 庄心善, 王俊翔, 王 康, 李 凯, 胡 智. 风化砂改良膨胀土的动力特性研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 149-156.
[10] 李深圳, 沙 鹏, 伍法权, 伍 劼. 层状结构岩体变形的各向异性特征分析[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 366-373.
[11] 陈瑞锋,田高源,米栋云,董晓强,. 赤泥改性黄土的基本工程性质研究[J]. , 2018, 39(S1): 89-97.
[12] 张 帆,胡 维,郭翰群,胡大伟,盛 谦,邵建富,. 热处理后花岗岩纳米压痕试验研究[J]. , 2018, 39(S1): 235-243.
[13] 周兴涛,盛 谦,崔 臻,朱泽奇,胡之锋,马亚丽娜, . 基于C2阶连续函数的广义Hoek-Brown强度准则屈服面与塑性势面棱角圆化方法[J]. , 2018, 39(S1): 477-487.
[14] 王少杰,吕爱钟,张晓莉. 横观各向同性岩体中马蹄形隧洞的位移反分析方法[J]. , 2018, 39(S1): 495-504.
[15] 张 德,刘恩龙,刘星炎,宋丙堂, . 冻结粉土强度准则探讨[J]. , 2018, 39(9): 3237-3245.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 蔚立元,李术才,徐帮树. 舟山灌门水道海底隧道钻爆法施工稳定性分析[J]. , 2009, 30(11): 3453 -3459 .
[2] 杨 慧,曹 平,江学良. 水-岩化学作用等效裂纹扩展细观力学模型[J]. , 2010, 31(7): 2104 -2110 .
[3] 刘 琦,卢耀如,张凤娥,熊康宁. 动水压力作用下碳酸盐岩溶蚀作用模拟实验研究[J]. , 2010, 31(S1): 96 -101 .
[4] 张 鹏,陈剑平,邱道宏. 基于粗糙集的隧道围岩质量可拓学评价[J]. , 2009, 30(1): 246 -250 .
[5] 李 响,贾明涛,王李管,白云飞. 基于蒙特卡罗随机模拟的矿岩崩落块度预测研究[J]. , 2009, 30(4): 1186 -1190 .
[6] 霍 明,陈建兵,章金钊. 东北岛状多年冻土区公路路基清基试验研究[J]. , 2009, 30(S2): 263 -268 .
[7] 姜忻良,李 林,袁 杰,殷加顺. 深层地铁盾构施工地层水平位移动态分析[J]. , 2011, 32(4): 1186 -1192 .
[8] 徐文杰. 大型土石混合体滑坡空间效应与稳定性研究[J]. , 2009, 30(S2): 328 -333 .
[9] 孙秀丽 ,孔宪京 ,邹德高 ,李志华 ,周太全. 城市固体垃圾应力-应变-时间关系试验研究[J]. , 2011, 32(8): 2331 -2335 .
[10] 姜育松,苏 超. 多块体接触有限元法及其对不连续面围岩的模拟[J]. , 2011, 32(11): 3497 -3502 .