西部人工凍土遺傳分數(shù)階導數(shù)伯格斯蠕變模型研究.pdf

1、蠕變是人工凍土最顯著的特點。過去對土體的蠕變變形特性研究主要針對粘性土，隨著人們對砂土變形研究的深入，砂土的蠕變變形已逐漸引起人們的重視，凍結法的廣泛使用，會遇到各種各樣的土性，使得對凍結砂土的研究也越來越多。凍結砂土在復雜地質條件下可以產生相當大蠕變的變形，其機制包括擴散和滑移，主要受溫度、荷載、土壤類別和時間的影響，這樣的變形對于深部工程影響特別大，特別是煤礦的安全。
　　本文在凍結砂土的特性及Burgers模型的基礎上。主要

2、研究工作歸納如下:
　　1.簡要闡述了黏彈性凍土材料及其流變性、經(jīng)典黏彈性本構理論、分數(shù)階導數(shù)粘彈性本構理論及其應用。簡述了分數(shù)階微積分的定義和性質?；仡櫫损椥圆牧系娜渥?、應力松弛的概念，分析了元件模型的機理與其優(yōu)點。說明了遺傳算法的優(yōu)化原理。
　　2.針對內蒙古地區(qū)，利用自行研制WDT-100凍土試驗機，對原狀凍結砂土和重塑凍結砂土開展了單軸凍土抗壓強度試驗，總結了溫度對凍結砂土的單軸抗壓強度的影響。比較了原狀凍結砂土和

3、重塑凍結砂土的單軸抗壓強度的大小，對結果進行了分析。
　　3.將分數(shù)代數(shù)理論與Burgers模型結合建立了的分數(shù)階導數(shù)蠕變模型，推導了分數(shù)階導數(shù)蠕變模型的本構方程，對原狀凍土和重塑凍土在不同溫度下、不同加載應力下（0.3σs、0.5σs）的蠕變曲線都進行了模擬。對比了Bugres模型和分數(shù)階Bugres模型的模擬結果。
　　4.為了很好的描述蠕變加速階段，引入非定常參數(shù)，即認為土體的很多力學參數(shù)都是隨時間弱化的量，把分數(shù)伯格