动态荷载下人工冻土蠕变试验与有限元模拟

本文主要探讨了动荷载作用下人工冻土的蠕变行为及其在工程中的实际应用。研究者通过对室内实验的深入分析，发现人工冻黏土在受到动态荷载时其蠕变过程可以划分为三个关键阶段：初始蠕变阶段、稳定蠕变阶段和渐进流阶段。在这个过程中，初始阶段表现为土壤的初步变形，随后进入一个相对稳定的蠕变状态，而渐进流阶段则是随着载荷的持续增大，蠕变速度逐渐加快。 研究团队以安徽理工大学土木建筑学院和冻土工程研究所的实验数据为基础，运用动力学、连续介质力学以及冻土力学的理论，构建了一个综合的本构模型——弹-黏弹-黏塑性本构模型。这个模型考虑了土壤的弹性和粘性行为，并且在塑性阶段能适应蠕变加速的情况，使得模型能够准确地模拟人工冻土在动荷载下的复杂蠕变行为。 为了验证模型的有效性，研究者将改进后的西原模型整合到ADINA软件平台中，这是一种广泛应用于结构力学领域的高级有限元分析软件。通过数值仿真，他们得到了人工冻黏土在动荷载作用下的蠕变预测结果，这些结果与实验观测的数据有很好的一致性。这种仿真方法不仅可以提供深入的理论理解，还为工程设计和施工提供了可靠的预测工具。 这项研究对于理解和控制动荷载下人工冻土的蠕变行为具有重要的工程意义，它不仅揭示了冻土蠕变现象的内在规律，也为相关领域的工程设计提供了定量的分析手段，有助于提高冻土工程的稳定性与耐久性。此外，文中所提出的动荷载—蠕变—本构模型和数值仿真方法，也为后续的研究和实践提供了坚实的基础和技术支持。