土的本構(gòu)關(guān)系數(shù)值建模研究

目錄
符號(hào)表
第1章 緒論 1
1.1 土的本構(gòu)關(guān)系 1
1.2 土的力學(xué)特性 2
1.3 土的本構(gòu)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(gòu)關(guān)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(gòu)關(guān)系及影響因素 23
2.1 土的應(yīng)力-應(yīng)變 23
2.1.1 應(yīng)力 23
2.1.2 應(yīng)變 24
2.2 土的本構(gòu)關(guān)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(gòu)模型 36
2.3.1 膨脹土強(qiáng)度理論 37
2.3.2 膨脹土變形理論 38
2.4 應(yīng)力路徑對(duì)巖土本構(gòu)關(guān)系的影響 40
第3章 數(shù)值建模方法 44
3.1 巖土本構(gòu)關(guān)系的反問題理論及應(yīng)用 44
3.1.1 反問題的一般描述 44
3.1.2 本構(gòu)關(guān)系的反問題 44
3.2 塑性體應(yīng)變與塑性剪應(yīng)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(luò)理論及原理 49
3.4.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu) 49
3.4.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的特點(diǎn) 49
3.4.3 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)算法 50
3.5 BP與RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的比較 51
3.5.1 BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 51
3.5.2 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 52
3.5.3 RBF學(xué)習(xí)算法 53
3.5.4 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的比較 54
3.6 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在巖土工程中的應(yīng)用 54
第4章 膨脹土三軸試驗(yàn)和數(shù)值建模 57
4.1 工程背景與物性試驗(yàn) 57
4.2 膨脹土基本物性試驗(yàn) 61
4.3 膨脹土三軸壓縮試驗(yàn) 63
4.4 膨脹土三軸試驗(yàn)曲線 69
4.5 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)及預(yù)測(cè) 73
4.5.1 輸入層和輸出層設(shè)計(jì) 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(luò)與BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)對(duì)比 75
4.5.5 RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)效果 76
4.6 應(yīng)力-應(yīng)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(yàn)證 83
4.8.1 計(jì)算模型 84
4.8.2 計(jì)算結(jié)果 84
4.8.3 結(jié)論 85
第5章 砂土三軸試驗(yàn)和數(shù)值建模 87
5.1 砂土物理指標(biāo)測(cè)定試驗(yàn) 87
5.1.1 砂土顆粒分析試驗(yàn) 87
5.1.2 砂土表觀密度測(cè)定 88
5.1.3 砂土堆積密度 88
5.2 砂土三軸試驗(yàn) 89
5.2.1 試驗(yàn)方案 89
5.2.2 砂樣配制 90
5.3 試驗(yàn)數(shù)據(jù)整理和分析 91
5.3.1 三軸試驗(yàn)數(shù)據(jù) 91
5.3.2 靜水壓力試驗(yàn)數(shù)據(jù)和K值的測(cè)定 95
5.4 等主應(yīng)力比三軸試驗(yàn)應(yīng)力-應(yīng)變曲線 101
5.5 應(yīng)力-應(yīng)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(gòu)模型 106
5.7.2 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)及預(yù)測(cè) 107
5.8 數(shù)值模型的驗(yàn)證 108
第6章 黏土三軸試驗(yàn)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(jié) 110
6.4 試驗(yàn)方案 111
6.4.1 正常固結(jié)土三軸壓縮試驗(yàn)方案 111
6.4.2 超固結(jié)土排水剪切常規(guī)三軸壓縮試驗(yàn)方案 113
6.4.3 彈性變形參數(shù)試驗(yàn)方案 113
6.5 試驗(yàn)結(jié)果及分析 115
6.5.1 正常固結(jié)土三軸壓縮試驗(yàn)結(jié)果及分析 115
6.5.2 超固結(jié)土三軸壓縮試驗(yàn)結(jié)果及分析 116
6.5.3 彈性變形參數(shù)試驗(yàn)結(jié)果 119
6.5.4 試驗(yàn)結(jié)果分析 121
6.6 黏土本構(gòu)關(guān)系的數(shù)值建模 122
第7章 應(yīng)力路徑和應(yīng)力歷史對(duì)本構(gòu)關(guān)系的影響 128
7.1 應(yīng)力路徑對(duì)土的本構(gòu)關(guān)系影響機(jī)理研究 128
7.1.1 試驗(yàn)工作 128
7.1.2 應(yīng)力路徑相關(guān)性是塑性體應(yīng)變與剪應(yīng)變相互作用的綜合表現(xiàn)形式 129
7.1.3 旋轉(zhuǎn)硬化的機(jī)理 130
7.2 應(yīng)力歷史對(duì)黏土本構(gòu)關(guān)系影響機(jī)理研究 131
7.2.1 塑性體應(yīng)變對(duì)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)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(yàn)工作 134
7.3 應(yīng)力路徑對(duì)重塑黏土有效抗剪強(qiáng)度參數(shù)影響研究 135
7.3.1 試驗(yàn)工作 136
7.3.2 試驗(yàn)結(jié)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(xiàn) 143