目錄
第一章 緒論 1
1.1 問題的提出 1
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2
1.2.1 巖土體微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)的研究現(xiàn)狀 2
1.2.2 巖土體細(xì)觀力學(xué)研究現(xiàn)狀 5
1.2.3 巖土體宏細(xì)觀損傷的研究現(xiàn)狀 7
1.2.4 巖土體損傷力學(xué)研究現(xiàn)狀 9
1.3 存在的問題及解決辦法 11
1.4 本書主要研究?jī)?nèi)容及技術(shù)路線 12
1.4.1 主要研究?jī)?nèi)容 12
1.4.2 技術(shù)路線 13
第二章 泥化夾層微細(xì)觀組構(gòu)量化表征方法 15
2.1 泥化夾層微細(xì)觀圖像采集 15
2.2 泥化夾層微細(xì)觀組構(gòu)特征的識(shí)別 16
2.2.1 圖像區(qū)域增強(qiáng)算法 17
2.2.2 圖像形態(tài)學(xué) 20
2.3 泥化夾層微細(xì)觀組構(gòu)特征的量化 25
2.4 工程實(shí)例 27
2.4.1 泥化夾層微細(xì)觀形貌的獲取 27
2.4.2 泥化夾層組構(gòu)參數(shù)量化分析 29
2.5 本章小結(jié) 35
第三章 基于結(jié)構(gòu)“聚類-融合-簡(jiǎn)化”的泥化夾層細(xì)觀力學(xué)有限元模型 36
3.1 細(xì)觀結(jié)構(gòu)聚類融合 36
3.1.1 泥化夾層細(xì)觀組構(gòu)聚類 36
3.1.2 泥化夾層細(xì)觀組構(gòu)的重構(gòu)優(yōu)化 39
3.2 細(xì)觀結(jié)構(gòu)等效簡(jiǎn)化方法 41
3.2.1 簡(jiǎn)化原則的定義 41
3.2.2 組構(gòu)簡(jiǎn)化 42
3.3 基質(zhì)體力學(xué)參數(shù)的獲取 43
3.3.1 變形模量的獲取 43
3.3.2 泊松比的計(jì)算方法 43
3.3.3 彈性模量的確定 43
3.4 細(xì)觀力學(xué)參數(shù)反分析 44
3.4.1 Mori-Tanaka方法 44
3.4.2 復(fù)合材料有效彈模的推導(dǎo) 45
3.4.3 泥化夾層有效彈模、泊松比的反算 46
3.5 工程實(shí)例 47
3.5.1 泥化夾層細(xì)觀參數(shù)的獲取 47
3.5.2 紅層泥化夾層破壞準(zhǔn)則的選取 50
3.5.3 泥化夾層細(xì)觀力學(xué)模型的構(gòu)建 51
3.5.4 泥化夾層峰值壓縮強(qiáng)度 52
3.5.5 泥化夾層峰值剪切強(qiáng)度 54
3.6 本章小結(jié) 54
第四章 基于離散元的泥化夾層細(xì)觀力學(xué)模型 56
4.1 基于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化的泥化夾層顆粒流初始模型 56
4.1.1 基于顆粒流的泥化夾層本構(gòu)模型 56
4.1.2 顆粒集合的生成 57
4.1.3 初始參數(shù)的選取 58
4.1.4 伺服機(jī)制及試樣固結(jié) 58
4.1.5 泥化夾層細(xì)觀參數(shù)敏感性分析 59
4.2 基于散斑儀的泥化夾層細(xì)觀力學(xué)參數(shù)標(biāo)定試驗(yàn) 60
4.2.1 泥化夾層破壞準(zhǔn)則 60
4.2.2 泥化夾層室內(nèi)單軸壓縮試驗(yàn) 61
4.3 泥化夾層細(xì)觀力學(xué)參數(shù)標(biāo)定 63
4.3.1 顆粒剛度的確定 64
4.3.2 顆粒間摩擦系數(shù)及接觸黏結(jié)強(qiáng)度的確定 65
4.3.3 加載速率的確定 65
4.4 工程實(shí)例 65
4.4.1 泥化夾層顆粒流數(shù)值模型的建立 65
4.4.2 泥化夾層數(shù)值模型驗(yàn)證 66
4.4.3 泥化夾層峰殘強(qiáng)度特征值評(píng)價(jià) 67
4.4.4 應(yīng)變軟化過程中塑性變形機(jī)制分析 68
4.5 本章小結(jié) 69
第五章 泥化夾層宏細(xì)觀損傷特征量化表征方法 70
5.1 泥化夾層表層宏觀裂隙損傷識(shí)別量化方法 70
5.1.1 宏觀損傷圖像處理 70
5.1.2 裂隙橋接與雜點(diǎn)去除 72
5.1.3 裂隙特征提取 73
5.1.4 裂隙的量化 75
5.2 泥化夾層表層細(xì)觀孔隙損傷識(shí)別量化方法 76
5.2.1 原位微孔隙損傷圖像的獲取 76
5.2.2 表層微孔隙損傷的識(shí)別量化 76
5.3 泥化夾層內(nèi)部細(xì)觀損傷動(dòng)態(tài)識(shí)別方法 77
5.3.1 CT掃描技術(shù) 77
5.3.2 泥化夾層內(nèi)部損傷識(shí)別 78
5.4 本章小結(jié) 79
第六章 泥化夾層損傷與宏觀力學(xué)行為關(guān)聯(lián)研究 80
6.1 三向受力下泥化夾層內(nèi)部損傷動(dòng)態(tài)演化識(shí)別 80
6.1.1 取樣點(diǎn)工程地質(zhì)特征 80
6.1.2 泥化夾層CT-三軸剪切試驗(yàn) 81
6.1.3 三向受力下泥化夾層內(nèi)部損傷過程 82
6.2 三向受力下泥化夾層損傷演化方程 85
6.2.1 應(yīng)變等價(jià)原理 85
6.2.2 泥化夾層損傷變量的定義與提取 87
6.2.3 泥化夾層損傷演化方程 88
6.3 干濕循環(huán)下泥化夾層宏細(xì)觀損傷量化表征 90
6.3.1 干濕循環(huán)試驗(yàn)方案 90
6.3.2 干濕循環(huán)下泥化夾層宏細(xì)觀損傷參數(shù) 91
6.4 干濕循環(huán)下泥化夾層宏細(xì)觀損傷關(guān)聯(lián)機(jī)制 94
6.4.1 宏細(xì)觀損傷的關(guān)系 94
6.4.2 宏細(xì)觀損傷與力學(xué)特性的關(guān)聯(lián) 97
6.5 本章小結(jié) 98
參考文獻(xiàn) 100