利用并行遗传算法,基于不同条件下软岩三轴压缩实验的实验数据,对正常固结领域和超固结领域硅藻软岩的本构关系进行了拟合,建立了一种新的考虑时间效应的应力-应变-时间本构模型。预测结果分析表明,所建模型很好地反映了硅藻软岩的本构关系,从而验证了该模型并行遗传算法解的合理性和可行性。研究成果在地下空间的利用和开发中具有良好的应用前景,对介于岩石和土之间复杂软岩材料力学特性研究的进一步发展具有重要的参考价值。

根据粗糙接触面变形机理,建立了基于损伤力学基本原理的接触面本构模型来描述其力学特性。所建议的损伤模型可以用一个统一的表达式来表述,能够较好地反映土与结构物接触面剪切过程中的应变软化和剪胀等力学特性;模型参数较少,物理意义明确。对接触面直剪试验和单剪试验成果进行了验证,模型计算与试验结果吻合较好,表明建议的土与结构物粗糙接触面损伤模型是合理可行的。

讨论了冻土试样的制作过程。采用计算机层析扫描技术(CT)对未饱水和饱水冻土试样单轴压缩过程进行了动态测试,给出了冻土单轴压缩各承载阶段内部微结构变化特征,基于CT测试对加载过程进行了分析,讨论了饱水冻土和未饱水冻土试样的破坏形式,并对空隙损伤阶段损伤进行了计算。

基于极限分析下限定理,导出了均布荷载作用下倾斜坡面挡土墙后粘性填土的侧向土压力的解析解,并通过具体数值计算以图表的形式给出了填土摩擦角、无量纲粘结力cγz、无量纲荷载强度qγz及填土表面倾角α等参数不同组合情况下的综合主动和被动土压力系数值,可供工程实践直接采用。在此基础上,就各参数对综合主动和被动土压力系数的影响进行了有意义的探讨

通过对大量模型试验结果的分析,提出了简便合理的水平荷载作用下单桩的计算方法。该方法将常用m法中单一m值与位移建立指数关系,并由bm及k两参数来描述。将这一关系引入常用单桩m法计算中,则计算结果可考虑单桩非线性响应的影响。

以三峡二期围堰计算为例,说明Duncan-Chang非线性弹性E-μ模型中的卸荷模量数kur对计算精度有一定的影响。通过试验资料得出加荷模量数k取决于土的成分和密度,并且得到加荷模量数与卸荷加荷模量数之比的经验关系,因而卸荷模量数可直接根据加荷模量数的大小来确定,由此所确定的卸荷模量数比较符合实际。

根据上海典型粘性土的平面应变不排水压缩试验,观察了剪切带的形成和发展过程,并结合有限元数值模拟再现剪切带的形成过程,对剪切带形成机理作了探讨。

对琼州海峡海口海域一种软土的基本特性进行了室内试验研究。初步从矿物成分、有机质含量、物理化学性质、孔隙结构以及土颗粒间的排列方式等方面阐述了其不良工程特性的微观机制,加深了对海洋软土基本性质的认识。

把本质上属于亚弹性本构模型,在岩土工程界广为应用的Duncan-Chang模型与服从Drucker-PragerMohr-Column屈服准则的弹塑性本构模型相结合,推出了非线弹性-塑性的组合本构模型,以克服经典的弹塑性模型不能考虑岩土材料在塑性屈服前的非线性行为以及一般的Duncan-Chang模型不适用于应力水平接近于屈服或破坏状态等缺点。所建议的本构模型简单实用,能较好地综合利用工程地质勘察资料和常规的土工试验数据。针对实际边坡具体地层条件的分析表明,该模型及其非线性析算法的正确性和可行性,而且在岩土工程方面具有广泛的实际应用价值。

给出了沉积岩的一种各向异性模型。用一个各向异性参数描述这类材料的固有各向异性,各向异性参数和单轴抗压强度是一个分布函数,其分布用一个微结构张量和加载方向表示。建立了一个描述各向异性沉积岩变形过程的全塑性模型。用该模型对一些三轴试验进行了模拟,结果表明该模型能有效地描述沉积岩的固有各向异性。

应用张力计、热传导探头等吸力量测手段,对山西省运城地区黄土的吸力特性进行试验研究,测出了该黄土在脱湿过程的土-水特征曲线,该法较压力板法简单,还用FredlundandXing(1994)方程对实测数据进行了拟合。