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饱和与非饱和粘性土颗粒间粘结应力的纳米力学和物理机制的探讨
  • 项目名称:饱和与非饱和粘性土颗粒间粘结应力的纳米力学和物理机制的探讨
  • 项目类别:面上项目
  • 批准号:51128901
  • 申请代码:E0907
  • 项目来源:国家自然科学基金
  • 研究期限:2012-01-01-2013-12-31
  • 项目负责人:张国平
  • 负责人职称:副教授
  • 依托单位:清华大学
  • 批准年度:2011
中文摘要:

申请人获麻省理工学院(MIT)博士学位,至今已从事岩土工程科研与教学20余年,是美国注册工程师。目前致力于岩土材料的微观和纳观力学的研究,建立了美国第一个岩土纳米力学实验室,并首次利用纳米压入、拉伸和压缩试验来研究粘土颗粒和泥沙悬浮颗粒的弹塑性力学,已发表学术论文40余篇。担任美国土木工程师协会、美国粘土矿物协会、美国测试及材料协会、美国地球物理协会、国际土力学及岩土工程学会会员。荣获美国海军暑期教授研究奖学金(2010-2011)、R.E.POWE杰出青年教授增强奖及LSU工学院导师奖等奖项。其他研究领域包括海岸侵蚀冲刷和海床生物稳定技术以及新型岩土材料聚合物(地聚物),主要研究目标是解决与能源、环境及自然灾害相关的难题及挑战。负责承担和完成科研项目40余项,包括国家科学基金、美国国防部(海军)、国土安全部、航空航天管理局、海洋气象局和其他州政府资助机构,总经费达250万美元。

结论摘要:

本项目首次开创性地探索饱和与非饱和粘性土颗粒间粘结应力的纳米力学和物理机制,并采用最新的纳米力学上的机械性能测试技术来量测微观上非常微小(在毫牛顿 mN和微牛顿 μN尺度)的粘土团粒粒间力。该项目研究在国际上处于领先位置。该项目第一期的主要工作在开发研制一种纳米尺度和纳米力学上的测试技术来精确标定非常微小颗粒的弹性模量和朔性屈服强度, 同时成功地采用HERTZ弹性接触力学理论和有限元数值模拟来分析实验结果。结论上首次发现多孔、非致密粘土团粒具有不同寻常的应力-应变关系(或本构关系)。该研究对发展非饱和土的微观和纳观力学以及非饱和土的表征和本构模型有杰出的贡献。


成果综合统计
成果类型
数量
  • 期刊论文
  • 会议论文
  • 专利
  • 获奖
  • 著作
  • 3
  • 0
  • 0
  • 0
  • 0
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