膨胀岩土的体积膨胀特性及其数值模拟

研制了一种侧限膨胀仪器和方法，仪器中增设了径向压力量测和吸水量测部分，利用该仪器可量测膨胀岩土试样侧向压力的发展进程及试样的吸水全过程。通过试验结果的分析，建立了膨胀应力、应变和吸水量等因素间的相互关系，分析了H.H爱因斯坦本构关系的局限性，即在侧限条件下，其本构方程所导出的膨胀应变偏低；建立了可综合考虑应力和吸水量两个因素的三维膨胀本构关系。相关成果对进一步深入了解膨胀岩土的膨胀机理、膨胀性围岩隧道在围岩吸水过程中围岩应力状态的变化情况以及合理选择支护方式有一定的参考价值。在数值模拟方面，在流形方法的基础上，建立了可具有任意高阶多项式插值函数的广义节点有限元方法，发展了有限覆盖无单元法。