| 摘要 | 第4-6页 |
| Abstract | 第6页 |
| 目录 | 第9-13页 |
| 第一章 绪论 | 第13-31页 |
| 1.1 课题的工程背景及理论意义 | 第13-15页 |
| 1.2 饱和、非饱和土中耦合问题的数学模型 | 第15-17页 |
| 1.3 饱和、非饱和土的本构研究 | 第17-19页 |
| 1.4 饱和、非饱和土的传热、传质分析 | 第19-20页 |
| 1.5 化学污染物对土的性质影响 | 第20-21页 |
| 1.6 化学塑性的研究 | 第21页 |
| 1.7 混合元 | 第21-22页 |
| 1.8 本文的主要工作 | 第22-31页 |
| 第二章 土力学与环境土力学的基本概念 | 第31-55页 |
| 2.1 土的三相构成 | 第31-33页 |
| 2.1.1 土中的固体矿物质 | 第31-32页 |
| 2.1.2 土中水 | 第32-33页 |
| 2.1.3 土中气 | 第33页 |
| 2.2 土的结构及其构造 | 第33-35页 |
| 2.3 土中相组成及物理指标 | 第35-37页 |
| 2.4 饱和、非饱和土中水、气的流动 | 第37-41页 |
| 2.4.1 达西定律 | 第38-39页 |
| 2.4.2 孔隙水、孔隙气的运动方程 | 第39-40页 |
| 2.4.3 渗透率 | 第40页 |
| 2.4.4 质量守恒方程 | 第40-41页 |
| 2.5 饱和、非饱和土中的应力 | 第41-46页 |
| 2.5.1 饱和土中的有效应力 | 第41-42页 |
| 2.5.2 非饱和土中的有效应力 | 第42-46页 |
| 2.5.2.1 Bishop有效应力 | 第42-44页 |
| 2.5.2.2 其他学者定义的有效应力 | 第44-46页 |
| 2.5.3 非饱和土的净应力 | 第46页 |
| 2.6 化学塑性 | 第46-48页 |
| 2.6.1 化学对土的力学、水力性质的宏观影响 | 第46-47页 |
| 2.6.2 化学对土的性质影响的微观解释 | 第47-48页 |
| 2.7 污染物传输 | 第48-55页 |
| 2.7.1 污染物传输的主要控制现象：对流、扩散和逸散流量 | 第49-50页 |
| 2.7.1.1 对流 | 第49页 |
| 2.7.1.2 分子扩散 | 第49-50页 |
| 2.7.1.3 机械逸散 | 第50页 |
| 2.7.1.4 水动力学扩散 | 第50页 |
| 2.7.2 污染物输运的其它控制现象 | 第50-52页 |
| 2.7.2.1 不动水效应 | 第50-51页 |
| 2.7.2.2 吸附和解吸附 | 第51-52页 |
| 2.7.2.3 降解 | 第52页 |
| 2.7.3 非饱和土中溶混污染物输运的控制方程 | 第52-55页 |
| 第三章 饱和及非饱和土的数学模型及本构模型 | 第55-81页 |
| 3.1 饱和土固结问题的广义Biot理论 | 第55-56页 |
| 3.2 非饱和土的三相模型 | 第56-66页 |
| 3.2.1 李锡夔提出的非饱和土三相数学模型 | 第57-60页 |
| 3.2.1.1 控制方程 | 第57-59页 |
| 3.2.1.2 控制方程的简化表示 | 第59-60页 |
| 3.2.2 Schrefler B.A.提出的非饱和土三相数学模型 | 第60-61页 |
| 3.2.3 Thomas H.R.提出的非饱和土热—湿—气全耦合模型 | 第61-66页 |
| 3.2.3.1 孔隙水流动的控制方程 | 第61-64页 |
| 3.2.3.2 干空气流动的控制方程 | 第64-65页 |
| 3.2.3.3 传热控制方程 | 第65-66页 |
| 3.3 土的本构模型 | 第66-81页 |
| 3.3.1 应力不变量 | 第66-67页 |
| 3.3.2 内摩擦角类模型 | 第67-71页 |
| 3.3.2.1 Mohr-Coulomb模型 | 第67-68页 |
| 3.3.2.2 Drucker Prager模型 | 第68-69页 |
| 3.3.2.3 van Eekelen模型 | 第69-71页 |
| 3.3.3 CamClay类模型 | 第71页 |
| 3.3.4 Alonso-Gens模型 | 第71-74页 |
| 3.3.4.1 非饱和状态下土的力学行为 | 第72页 |
| 3.3.4.2 Alonso-Gens模型的屈服面 | 第72-74页 |
| 3.3.5 CAP本构模型 | 第74-81页 |
| 3.3.5.1 饱和状态的CAP模型 | 第74-76页 |
| 3.3.5.2 非饱和状态的热—水力—力学耦合的CAP模型 | 第76-81页 |
| 第四章 非饱和土的化学-热-水力-力学本构模型及本构行为的数值模拟 | 第81-103页 |
| 4.1 化学-力学本构模型 | 第81-83页 |
| 4.1.1 化学污染物对土的力学行为的影响 | 第81页 |
| 4.1.2 Hueckel T.提出的化学—力学本构模型 | 第81-83页 |
| 4.2 非饱和土的化学-热-水力-力学耦合本构模型 | 第83-89页 |
| 4.2.1 基本假定 | 第83-84页 |
| 4.2.2 非饱和土的化学-热-水力-力学本构模型的屈服面 | 第84-87页 |
| 4.2.2.1 状态边界面(SBS)方程 | 第84-85页 |
| 4.2.2.2 临界状态线(CSL) | 第85页 |
| 4.2.2.3 最大拉伸球应力约束方程(TM) | 第85-86页 |
| 4.2.2.4 吸力增加(SI) | 第86页 |
| 4.2.2.5 温度屈服曲线(TYC) | 第86-87页 |
| 4.2.3 非饱和土的化学-热-水力-力学本构模型应变速率 | 第87-88页 |
| 4.2.4 一致性切线模量矩阵 | 第88-89页 |
| 4.3 数值算例 | 第89-101页 |
| 4.3.1 化学弹塑性变形：数值模拟与实验结果比较 | 第89-91页 |
| 4.3.2 含氧化污染物的水侵入粘土的湿化过程对化学对土的力学行为的影响 | 第91-94页 |
| 4.3.3 污染物浓度对剪切带发展的影响 | 第94-95页 |
| 4.3.4 开挖于粘土中隧道周围的化学影响 | 第95-101页 |
| 4.4 小结 | 第101-103页 |
| 第五章 非饱和土中控制污染物传输的对流-扩散方程的数值解法 | 第103-114页 |
| 5.1 引言 | 第103页 |
| 5.2 非饱和土中溶混污染物输运的控制方程 | 第103-107页 |
| 5.3 对流—扩散方程的特征Galerkin法 | 第107-110页 |
| 5.4 对流—扩散方程的隐式特征Galerkin法 | 第110-114页 |
| 第六章 饱和土动力-渗流耦合分析的混合有限元法 | 第114-135页 |
| 6.1 动力-渗流控制方程的弱形式—混合元基本公式 | 第114-122页 |
| 6.2 材料非线性混合元公式-一致性算法 | 第122-126页 |
| 6.2.1 本构方程积分的返回映射算法 | 第123-124页 |
| 6.2.2 一致性弹塑性切线模量矩阵和单元刚度阵 | 第124-126页 |
| 6.3 数值例题 | 第126-133页 |
| 6.3.1 方板压缩问题 | 第126-130页 |
| 6.3.2 边坡温度问题的数值模拟 | 第130-133页 |
| 6.4 小结 | 第133-135页 |
| 第七章 非饱和土混合元及化学-热-水力-力学耦合过程的本构模拟 | 第135-177页 |
| 7.1 非饱和土热-水力-力学耦合分析控制方程的弱形式—混合元公式 | 第135-145页 |
| 7.2 非饱和土混合应变元的材料非线性公式—一致性算法 | 第145-156页 |
| 7.2.1 临界状态线(CSL)准则 | 第146-151页 |
| 7.2.1.1 CSL屈服准则率本构方程积分的向后返回映射算法 | 第147页 |
| 7.2.1.2 CSL屈服准则的一致性切线模量矩阵 | 第147-148页 |
| 7.2.1.3 CSL屈服准则的单元弹塑性刚度矩阵 | 第148-151页 |
| 7.2.2 状态边界面(SBS)屈服准则 | 第151-156页 |
| 7.2.2.1 SBS屈服准则的率本构方程的向后欧拉映射算法 | 第152-153页 |
| 7.2.2.2 SBS屈服准则的一致性切线模量矩阵 | 第153-155页 |
| 7.2.2.3 SBS屈服准则的单元弹塑性刚度矩阵 | 第155-156页 |
| 7.3 数值算例 | 第156-158页 |
| 7.3.1 力学与环境荷载共同作用下的边坡稳定问题 | 第156-157页 |
| 7.3.2 考虑化学—热—水力—力学耦合过程的隧道开挖问题的模拟 | 第157-158页 |
| 7.4 小结 | 第158-177页 |
| 第八章 化学—热—水力—力学耦合数学模型的程序实现 | 第177-188页 |
| 8.1 化学—热—水力—力学耦合数学模型求解方法 | 第177-178页 |
| 8.1.1 单元与网格 | 第177页 |
| 8.1.2 总体刚度矩阵和荷载项的组装 | 第177-178页 |
| 8.2 程序流程 | 第178-182页 |
| 8.2.1 程序说明 | 第178-179页 |
| 8.2.2 程序框图 | 第179-182页 |
| 8.3 数据结构 | 第182-188页 |
| 8.3.1 描述水力、传热本构的数据格式 | 第182-185页 |
| 8.3.2 描述力学本构的数据格式 | 第185-188页 |
| 第九章 总结与展望 | 第188-190页 |
| 9.1 总结 | 第188页 |
| 9.2 展望 | 第188-190页 |
| 论文创新点 | 第190-191页 |
| 攻读博士期间发表的相关学术论文 | 第191-192页 |
| 致谢 | 第192-193页 |
| 大连理工大学学位论文版权使用授权书 | 第193页 |
