房營光

（1. 華南理工大學(xué) 土木與交通學(xué)院，廣州 510641；2. 華南理工大學(xué) 亞熱帶建筑科學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510641）

1 引 言

土體是天然地質(zhì)材料，由多相（固、液、氣）物質(zhì)組成，是具有結(jié)構(gòu)性的一種復(fù)雜多變的顆粒介質(zhì)，其顆粒小至微米級的黏粒，大至數(shù)十厘米以上的卵石、塊石，尺度分布可達(dá)5～6個(gè)數(shù)量級[1]。近年的理論研究和試驗(yàn)觀測發(fā)現(xiàn)，具有內(nèi)部尺度層次的材料，其力學(xué)行為特性是跨尺度關(guān)聯(lián)的，如金屬等晶體材料[2－4]、土體等顆粒材料[5－7]的力學(xué)行為表現(xiàn)出強(qiáng)烈的多尺度關(guān)聯(lián)效應(yīng)。土體變形過程中不同尺度顆粒之間的相互作用機(jī)制非常復(fù)雜[6－7]，其中所展現(xiàn)的一種基本特性是，顆粒尺度強(qiáng)烈影響土體的強(qiáng)度和變形性質(zhì)。例如，土體應(yīng)變局部化現(xiàn)象可由顆粒沿最大剪應(yīng)力面定向排列引起，當(dāng)顆粒長軸向最大剪應(yīng)力面偏轉(zhuǎn)時(shí)破壞了粒間的膠結(jié)，而定向排列則降低了粒間的咬合力，這兩個(gè)因素導(dǎo)致土體抵抗外力的能力明顯降低，而致土體軟化；顆粒顯著偏轉(zhuǎn)而定向排列的現(xiàn)象主要局限在最大剪應(yīng)力面附近，由此引起剪應(yīng)變集中，并逐漸擴(kuò)展貫穿成剪切帶；發(fā)生剪應(yīng)變集中的起始應(yīng)力以及形成的剪切帶寬度直接受顆粒尺度分布及其形狀的影響，表現(xiàn)出土體變形和強(qiáng)度的尺度特性。顆粒尺度也直接影響密實(shí)砂土剪脹軟化特性，剪應(yīng)力驅(qū)動使顆粒間相互攀越而需克服的剪脹角，以及由此產(chǎn)生的體積膨脹隨顆粒尺度增大而增加，因此，顆粒尺度是決定密實(shí)砂土剪脹變形特性的重要因素之一。此外，不同粒度成分土體強(qiáng)度指標(biāo)（c、φ值）的重大差異，實(shí)質(zhì)是宏觀特性顆粒尺度效應(yīng)的一種實(shí)際體現(xiàn)，其中微細(xì)顆粒之間的相互作用主要體現(xiàn)為內(nèi)聚力，而較大顆粒之間的相互作用主要體現(xiàn)為內(nèi)摩擦力，導(dǎo)致了不同顆粒尺度和級配的土體強(qiáng)度指標(biāo)的顯著變化。許多巖土災(zāi)害如泥石流，也呈現(xiàn)顆粒尺度和級配的影響特征[8]。

傳統(tǒng)土力學(xué)建立在連續(xù)介質(zhì)力學(xué)基礎(chǔ)之上，本構(gòu)模型不包含任何尺度，更不能細(xì)致考慮顆粒尺度層次、顆粒級配以及不同尺度顆粒之間耦合作用的細(xì)節(jié)，因此，不能預(yù)測尺度效應(yīng)特性。為擬合土體復(fù)雜的力學(xué)行為特性，通常在本構(gòu)模型中引入唯象參數(shù)修正宏觀本構(gòu)方程[9]，雖然便于數(shù)值計(jì)算，但不能解釋其內(nèi)在物理機(jī)制，更不能展現(xiàn)尺度特性。近年一些學(xué)者采用離散元和顆粒流理論研究土體變形和運(yùn)動特性[10－11]，以顆粒為荷載傳遞和分析的單元，考慮粒間的相互摩擦、碰撞和擠壓效應(yīng)對宏觀特性的影響[12]，突破了宏觀理論的一些限制，一定程度上揭示了其力學(xué)行為細(xì)節(jié)及其物理機(jī)制。但目前研究仍主要局限于唯象特性的模擬和重現(xiàn)，需要處理極為巨量的模擬數(shù)據(jù)，物理本質(zhì)問題難免被數(shù)據(jù)海洋淹沒，也難于在工程中得到實(shí)際應(yīng)用。本文根據(jù)不同尺度顆粒間相互作用表現(xiàn)出的聚集和摩擦效應(yīng)，提出了基體-增強(qiáng)顆粒土體胞元模型，基于應(yīng)變能建立了考慮顆粒尺度效應(yīng)的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系以及屈服應(yīng)力簡明的計(jì)算公式，便于工程設(shè)計(jì)計(jì)算。理論計(jì)算與三軸抗剪試驗(yàn)結(jié)果的對比分析發(fā)現(xiàn)，理論預(yù)測與試驗(yàn)具有較好的一致性。

2 土體的“基體-增強(qiáng)顆?！卑Ｐ?/h2>

2.1 胞元體模型

構(gòu)成土體骨架的固相顆粒尺度跨越 5～6數(shù)量級，不同尺度顆粒間相互作用呈現(xiàn)不同的物理效應(yīng)，對強(qiáng)度和變形特性產(chǎn)生不同的影響。微細(xì)顆粒具有很大的比表面積，粒間主要由分子鍵（范德華力）連結(jié)，表現(xiàn)為聚集效應(yīng)，粒間作用力主要為內(nèi)聚力；較大顆粒間主要由接觸（鍵）連接，由重力和外載荷引起彈塑性接觸，粒間作用力主要為內(nèi)摩擦力；較大顆粒與微細(xì)顆粒間則主要體現(xiàn)為微細(xì)顆粒對較大顆粒的膠結(jié)作用。

3)Client發(fā)送協(xié)議報(bào)文信息。Client在發(fā)送請求命令之后，還要以協(xié)議報(bào)文的形式向服務(wù)器發(fā)送請求的具體參數(shù)。

根據(jù)上述不同尺度顆粒間相互作用產(chǎn)生的物理效應(yīng)，把土體顆粒劃分為基體顆粒和增強(qiáng)顆粒，其中小于粉粒的礦物、有機(jī)物和氧化物等微小顆粒和膠粒視為基體顆粒，而大于粉粒的顆粒（砂粒）視為增強(qiáng)顆粒，等效為剛性球形顆粒?；w顆粒的集合形成均勻連續(xù)基體介質(zhì)，并包裹在增強(qiáng)顆粒周圍，構(gòu)成基體-增強(qiáng)顆粒胞元體，見圖1。把增強(qiáng)顆粒體積與基體及增強(qiáng)顆粒的體積之和的比值定義為體分比，若不同尺度的顆粒在土體中均勻分布，則各胞元體的體分比等于宏觀土體的體分比。按等體分比取每個(gè)增強(qiáng)顆粒周圍的基體介質(zhì)構(gòu)成圖1(b)所示的基體-增強(qiáng)顆粒立方胞元體。胞元體作為能基本反映土體內(nèi)部材料信息和微細(xì)觀構(gòu)造信息的最小單位，土體簡化為由許許多多的胞元體集合而成（圖1(a)所示），由此把土體簡化為具有胞元結(jié)構(gòu)的顆粒介質(zhì)。

圖1 基體-增強(qiáng)顆粒胞元土體模型Fig.1 Matrix-reinforcing particles of cell element model of soil

設(shè)胞元體中增強(qiáng)顆粒和基體的質(zhì)量及密度分別為Md、ρd和Mγ、ργ，則胞元體積VG與增強(qiáng)顆粒直徑d之間的關(guān)系表示為

[6][16][21]盧群星：《隱性立法者：中國立法工作者的作用及其正當(dāng)性難題》，《浙江大學(xué)學(xué)報(bào)(人文社會科學(xué)版)》2013年第2期。

式中：φ(εD)為土體硬化（或軟化）函數(shù)；ΔηD=ηD-ηDs； mp= 1 - Gp/G ，Gp為塑性剪切模量。式（17）～（21）中上標(biāo)“～”的量表示考慮顆粒尺度效應(yīng)胞元土體的相應(yīng)量。當(dāng)土體中不含增強(qiáng)顆粒時(shí)，胞元土體退化為基體介質(zhì)。此時(shí)，式（17）～（21）退化為基體介質(zhì)的相應(yīng)計(jì)算公式。由此可知，式（17）～（21）中的εm、εD、p、q、qs、φ(εD)分別為基體介質(zhì)的球應(yīng)變、等效應(yīng)變、球偶應(yīng)變、等效偶應(yīng)變、屈服應(yīng)力和硬化（或軟化）函數(shù)。

立方體胞元長、寬、高尺寸均為

2.2 胞元土體強(qiáng)度和變形的顆粒尺度效應(yīng)

式中：σ′ij為應(yīng)力偏量；ε′ij為應(yīng)變偏量。類似地，引入球偶應(yīng)力pη和等效偶應(yīng)力qη，以及球偶應(yīng)變ηm和等效偶應(yīng)變ηD：

基體與增強(qiáng)顆粒間存在不連續(xù)變形，因此，胞元土體不是傳統(tǒng)土力學(xué)意義的連續(xù)介質(zhì)，視其為“準(zhǔn)連續(xù)”顆粒介質(zhì)。為描述胞元土體的變形性質(zhì)，視土體內(nèi)任意幾何點(diǎn)為具有尺度的質(zhì)點(diǎn)，可產(chǎn)生平移ui和轉(zhuǎn)動ωi，由此產(chǎn)生相應(yīng)的應(yīng)變εij和彎扭（曲率）ηij，并相應(yīng)地產(chǎn)生應(yīng)力σij和偶應(yīng)力mij。胞元土體的應(yīng)變和彎扭（曲率）為二階張量，表示為

其中，彎扭張量可表達(dá)為應(yīng)變梯度，即

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用農(nóng)藥已成為預(yù)防或減少因傳染性植物病害造成的損失以及提高農(nóng)作物產(chǎn)量和質(zhì)量的常見做法，通常小于0.1%的農(nóng)藥能作為有效部分殺死害蟲，而大于99.9%的農(nóng)藥通過地表徑流、噴灑殘留、滲透或殘留在糧食作物上而逃逸到環(huán)境中，并在環(huán)境中長距離遷移［4］。這些化學(xué)物質(zhì)的使用可以通過漂移、表面徑流和過濾來分散到多個(gè)環(huán)境隔室（如土壤、地表水和地下水等）。水環(huán)境中的有機(jī)氯農(nóng)藥主要通過大氣傳輸、干濕沉降、水流搬運(yùn)、環(huán)境介質(zhì)交換等方式經(jīng)遠(yuǎn)距離遷移進(jìn)入流域水體，對水生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成威脅。因此，加強(qiáng)對水體中有機(jī)氯農(nóng)藥遷移、轉(zhuǎn)化、分布規(guī)律的研究具有重要的意義［5-6］。

式中：eikl為置換符號。為便于討論，引入球應(yīng)力p和等效應(yīng)力q以及球應(yīng)變εm和等效應(yīng)變εD：

經(jīng)過上節(jié)討論，土體簡化為由許許多多的基體-增強(qiáng)顆粒胞元體集成的顆粒介質(zhì)，稱為胞元土體。胞元土體在變形過程中，基體產(chǎn)生連續(xù)的位移，與增強(qiáng)顆粒相鄰處則可產(chǎn)生應(yīng)變集中，以協(xié)調(diào)變形；增強(qiáng)顆粒產(chǎn)生平移和轉(zhuǎn)動；基體與增強(qiáng)顆粒之間可產(chǎn)生間斷變形（如相對滑動）。對于土體強(qiáng)度和變形特性的影響，基體突顯微細(xì)顆粒間的聚集效應(yīng)，增強(qiáng)顆粒則突顯砂粒運(yùn)動產(chǎn)生的摩擦效應(yīng)。因此，胞元土體具有不同尺度顆粒間相互作用效應(yīng)的尺度特性。

本節(jié)應(yīng)用上節(jié)的相關(guān)公式，具體計(jì)算胞元土體三軸剪切試驗(yàn)變形和強(qiáng)度的顆粒尺度效應(yīng)。圖2所示為三軸剪切試樣的胞元模型。假定增強(qiáng)顆粒周期性均勻分布，每個(gè)增強(qiáng)顆粒構(gòu)成一個(gè)方形胞元體，進(jìn)一步把方形胞元體等效為圓柱形胞元體。由式（3）計(jì)算方形胞元體的長、寬、高L，等效圓形胞元體與方形胞元體等體積，其高度h和半徑R表示為

而當(dāng)土體視為具有顆粒尺度效應(yīng)的胞元土體時(shí)，應(yīng)變能密度增量則可表示為

對于不考慮顆粒尺度效應(yīng)的土體，假定屈服前產(chǎn)生近似的線性變形，而屈服后產(chǎn)生硬化或軟化變形，把其應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系表示為

58例患者均正畸矯治成功，治療后移位牙均復(fù)位，松動牙得到固定、牙周袋變淺或消失，牙齦無明顯炎癥。骨性牙周袋變淺，牙齒排列整齊，唇向移位前牙回收，顏面美學(xué)明顯改善。正畸治療后較治療前牙周袋探針深度、臨床附著水平、牙齦指數(shù)、牙齒松動度均顯著降低，差異均具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），治療后牙槽骨高度有所升高，但與治療前比較，差異不具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見表1。

式中：K和G分別為土體的體積模量和剪切模量；qs為剪切屈服應(yīng)力。利用式（10）和式（12），可把土體的應(yīng)變能密度表示為

對于考慮顆粒尺度效應(yīng)的胞元土體，若具有類似于式（12）、（13）的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系，則由式（11）可把其應(yīng)變能密度表示為

或者表示為

其中：

在三軸不排水剪切試驗(yàn)中， σ2=σ3，εv=0，ε2=ε3=-0.5ε1。式（12）、（13）表示的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系轉(zhuǎn)換為

通過類似的討論，可把考慮顆粒尺度效應(yīng)的胞元土體的廣義球應(yīng)力和廣義等效應(yīng)力表示為

式（17）～（19）是基于土體屈服前近似線性變形假定導(dǎo)出的，在q≤qs條件下適用。土體屈服后應(yīng)力計(jì)算公式需作適當(dāng)修正。利用屈服條件 q=qs和式（19），求得胞元土體的屈服應(yīng)力為

式中：ηDs為屈服時(shí)對應(yīng)的應(yīng)變梯度，由式（5）、（9）計(jì)算。土體屈服后進(jìn)入彈塑性變形，參考彈塑性應(yīng)力增量計(jì)算，并引用式（13），把土體屈服后的廣義等效應(yīng)力推廣為

式中：mb和α分別為增強(qiáng)顆粒的質(zhì)量比和體分比，且有

第一，企業(yè)應(yīng)該不斷弘揚(yáng)工匠精神。對于高職院?，F(xiàn)代學(xué)徒制而言，企業(yè)是其實(shí)施的主體，很大程度上做到了招生即招工，很多學(xué)生在的發(fā)展過程中，大多是在企業(yè)中度過的。所以，企業(yè)應(yīng)該加大對自身文化的宣傳，以保證可以有效提升學(xué)生的工匠精神。比如：企業(yè)可播放一些視頻以及紀(jì)錄片等，加大工匠精神的宣傳力度，保證學(xué)生能夠?qū)⒐そ尘竦暮x合理運(yùn)用的實(shí)際工作和生活中，保證在提升自身水平和工作效率的同時(shí)，還可以為企業(yè)創(chuàng)造很大的利益。[2]

3 土體三軸剪切試驗(yàn)的顆粒尺度效應(yīng)分析

3.1 應(yīng)力和應(yīng)變顆粒尺度效應(yīng)計(jì)算公式

圖2 三軸剪切試樣的胞元模型Fig.2 Cell element model of triaxial shear specimens

此時(shí),利用Kaczmarz迭代算法循環(huán)遍歷矩陣U的所有行,并將當(dāng)前迭代Ui投影至與矩陣V中當(dāng)前選擇列所對應(yīng)的超平面上,即可求解子優(yōu)化問題式(8).與之類似,利用Kaczmarz迭代算法循環(huán)遍歷矩陣V的所有列,并將當(dāng)前迭代Vj投影至與矩陣U中當(dāng)前選擇行所對應(yīng)的超平面上,即可求解子優(yōu)化問題式(9).本文通過循環(huán)交替求解子凸優(yōu)化問題式(8)和式(9),即可由觀測矩陣Y的部分已知元素重構(gòu)感知矩陣X的所有未知元素.

當(dāng)q≤qs時(shí)，從式（19）求得胞元土體應(yīng)力計(jì)算公式：

永光活性湖蘭G（臺灣永光化學(xué)公司），Na2CO3（碳酸鈉 )， Na2S2O4（元明粉），NaOH(氫氧化鈉)， NaHCO3(碳酸氫鈉)， 清潔劑。

土體屈服后 q＞qs，由式（21）求得應(yīng)力計(jì)算公式：

為具體給出三軸剪切試驗(yàn)的顆粒尺度效應(yīng)計(jì)算，首先根據(jù)三軸剪切試樣的變形特點(diǎn)，由式（5）計(jì)算應(yīng)變梯度ηij，進(jìn)而計(jì)算等效偶應(yīng)變ηD。由圖2所示含增強(qiáng)顆粒的等效圓形胞元體的位移場作應(yīng)變梯度ηij的近似計(jì)算，其軸對稱位移場為u1=uz(r,z)，u2=ur(r,z)，u3=uθ= 0。由式（4）、（5）把應(yīng)變梯度ηij表示為

3.2 應(yīng)變梯度ηD計(jì)算

式（26）～（28）給出了考慮顆粒尺度效應(yīng)的胞元土體三軸不排水抗剪試驗(yàn)全過程的應(yīng)力計(jì)算公式。

其余ηij=0。利用三軸剪切試樣變形的對稱性以及不排水狀態(tài)的應(yīng)變關(guān)系式 ε2= ε3=-0 .5ε1，并采用“平均差分法”來近似計(jì)算應(yīng)變梯度ηij，例如：

類似地，求得

由式（9）、（22）、（23）、（30）、（31）求得

由于高校教學(xué)模式與高中差異較大，學(xué)生與教師在課外接觸時(shí)間少，教育主客體之間的溝通交流時(shí)間也少，加之大學(xué)生多為“90后”，甚至“00后”，他們的性格特點(diǎn)：敏感、叛逆、羞怯，高校思想政治教育主客體之間的代溝加深，致使思想政治教育的主客體之間的信任度缺乏。依托新媒體平臺，有助于轉(zhuǎn)化教育主體的身份，使得教育主體可以以朋友身份與教育客體進(jìn)行有效溝通，主客體雙方的地位平等，學(xué)生更容易敞開心扉，消除對思想政治教育主體的畏懼情緒，降低教育客體心理防范意識，從而更加有效引導(dǎo)教育客體在新媒體平臺中主動向教育主體敞開心扉，增強(qiáng)了教育主客體之間的信任度，提高了思想政治教育的效果。

在依法治國戰(zhàn)略之下，我國在林政資源管理方面制定并實(shí)施諸多法律法規(guī)，其所涉及的范圍、涵蓋領(lǐng)域較為寬泛。但是，在現(xiàn)代林業(yè)生態(tài)建設(shè)進(jìn)程不斷深化的今天，我國與林業(yè)資源有關(guān)的法律法規(guī)仍需要做出進(jìn)一步的修訂與完善，如林權(quán)管理、濕地保護(hù)等，以便更好的迎合當(dāng)前時(shí)代發(fā)展形勢。對此，相關(guān)人員要深入林政資源管理的實(shí)際工作當(dāng)中，以生態(tài)建設(shè)為整體目標(biāo)，針對我國林業(yè)資源管理方面的空白或者不足之處加以完善，促使林政資源管理朝著法制化、制度化、規(guī)范化的方向發(fā)展。

把上式中的ε1由εs代替，則求得ηDs。把式（32）代入式（26）～（28），便可求得胞元土體三軸不排水抗剪的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系。當(dāng)土體含不同大小粒徑di的增強(qiáng)顆粒時(shí)，利用土體粒度成分累計(jì)曲線函數(shù)g(d)，由下式計(jì)算胞元土體的平均應(yīng)力和應(yīng)變：

4 顆粒尺度效應(yīng)的試驗(yàn)與理論結(jié)果

為測試土體的顆粒尺度效應(yīng)，本文制備了包含增強(qiáng)顆粒的不同粒徑和不同體分比的三軸抗剪試驗(yàn)的系列試樣，在全自動三軸儀上進(jìn)行三軸不排水抗剪試驗(yàn)，測得應(yīng)力差與軸向應(yīng)變ε1關(guān)系曲線以及抗剪屈服應(yīng)力，并把試驗(yàn)結(jié)果與相應(yīng)理論結(jié)果作了對比分析。理論計(jì)算由式（26）～（28）和式（32）給出，其中涉及到的土工參數(shù)由與三軸抗剪試樣對應(yīng)的1組基體試樣測定。

4.1 三軸抗剪試驗(yàn)試樣制備

三軸抗剪試驗(yàn)所用試樣中的基體由小于粉粒（粒徑小于0.075 mm）土粒組成，從天然黏土?xí)窀珊筮^篩獲取，而試樣中的增強(qiáng)顆粒則為商品石英砂。在基體中摻入不同粒徑和不同體分比的增強(qiáng)顆粒，并摻入適量水進(jìn)行長時(shí)間充分?jǐn)嚢?，保證增強(qiáng)顆粒均勻分布于基體中；試樣尺寸直徑為3.91 cm，高度為8.0 cm；試樣進(jìn)行飽和處理后，靜置24 h以上，并使所有試樣基體有相同的含水率 w1和孔隙比 e1（w1=36%，e1=1.5）；每個(gè)試驗(yàn)結(jié)果由3個(gè)試樣測得。根據(jù)試驗(yàn)要求制備的系列試樣，包含3種不同體分比（0.088、0.162、0.225）以及3種不同粒徑（0.70、0.33、0.22 mm）的增強(qiáng)顆粒，共9種組合，此外，制備1組基體試樣用于測定土工參數(shù)。

4.2 試驗(yàn)與理論結(jié)果對比分析

圖3～5所示為土體三軸不排水抗剪的試驗(yàn)結(jié)果以及相應(yīng)的理論計(jì)算結(jié)果。其中，圖3、4給出了隨增強(qiáng)顆粒粒徑d及體分比α變化的主應(yīng)力差與軸向應(yīng)變關(guān)系曲線的試驗(yàn)與理論對比結(jié)果，圖5給出了增強(qiáng)顆粒的不同顆粒粒徑d及體分比α情況的屈服應(yīng)力試驗(yàn)與理論對比結(jié)果。

機(jī)器學(xué)習(xí)中的現(xiàn)代個(gè)性化的推薦系統(tǒng)與我們的日常生活有著密不可分的聯(lián)系，它使我們的眼界更加開拓。隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)科學(xué)地迅速發(fā)展，推薦系統(tǒng)中的核心——推薦算法也在不斷的發(fā)展，但每一種算法都還是存在著一定的局限性。在將來的工作中我們可以注重在技術(shù)方面上解決這些問題，通過更深入地學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)與理論計(jì)算機(jī)科學(xué)知識，去嘗試設(shè)計(jì)更好的推薦算法，使得推薦系統(tǒng)可以更加成熟。

在生態(tài)農(nóng)業(yè)園中，主要采用循環(huán)主導(dǎo)型經(jīng)濟(jì)，這種經(jīng)濟(jì)模式與傳統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)主導(dǎo)型農(nóng)業(yè)園相比，更有利于生態(tài)農(nóng)業(yè)的發(fā)展，更能促進(jìn)經(jīng)濟(jì)效益的增長，在建設(shè)過程中，主要采用循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論，將循環(huán)經(jīng)濟(jì)理論以及生態(tài)工程方法運(yùn)用其中，并引進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)涵，將生態(tài)學(xué)和生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)的原理和規(guī)律有效結(jié)合，在保護(hù)生態(tài)農(nóng)業(yè)環(huán)境的基礎(chǔ)上，利用一些高科技技術(shù)，調(diào)整生態(tài)園中的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，使生態(tài)農(nóng)業(yè)的物質(zhì)和能量可以得到循環(huán)利用，既可以節(jié)約環(huán)境資源，減少廢棄物的排放，又能夠減少農(nóng)業(yè)資源的浪費(fèi)，提高農(nóng)業(yè)生態(tài)園的經(jīng)濟(jì)效益。

圖3 不同增強(qiáng)顆粒粒徑下主應(yīng)力差與軸向應(yīng)變關(guān)系曲線Fig.3 Relation curves between principal stress difference and axial strain for different reinforcing particle sizes

圖4 不同體分比下主應(yīng)力差與軸向應(yīng)變關(guān)系曲線Fig.4 Relation curves between principal stress difference and axial strain for different volume ratios

從圖3所示的結(jié)果可見，當(dāng)增強(qiáng)顆粒大小不變時(shí)，土體的主應(yīng)力差與軸向應(yīng)變關(guān)系隨增強(qiáng)顆粒體分比的增加而增強(qiáng)；圖4表明，當(dāng)增強(qiáng)顆粒的體分比不變時(shí)，土體的主應(yīng)力差與軸向應(yīng)變關(guān)系則隨增強(qiáng)顆粒粒徑的減小而增強(qiáng)。從圖5所示結(jié)果可見，土體的屈服剪切應(yīng)力（屈服時(shí)的主應(yīng)力差）隨增強(qiáng)顆粒的粒徑減小及體分比的增加而增大。上述的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系以及屈服應(yīng)力隨增強(qiáng)顆粒大小和體分比變化而改變的結(jié)果，呈現(xiàn)出了土體變形和強(qiáng)度特性的顆粒尺度效應(yīng)。同時(shí)，圖3～5所示結(jié)果表明，理論計(jì)算結(jié)果與相應(yīng)的試驗(yàn)結(jié)果具有較好的一致性，說明文中的胞元土體模型具有一定合理性，并展示出土體變形和強(qiáng)度顆粒尺度效應(yīng)物理機(jī)制。

廢棄土地和各種臨時(shí)性工程水土保持措施的實(shí)施也是公路建設(shè)項(xiàng)目水土流失防治的重要內(nèi)容。首先，排水池和排水溝應(yīng)設(shè)置在棄土場,將盡可能多的水引入到溝底部，將山澗的水匯集；二是在棄土場水平坡上設(shè)置梯形邊坡，利用其梯形坡面將山坡水引流至排水溝中。在公路建設(shè)過程中，各類臨時(shí)工程采取水土保持措施。例如，在建設(shè)過程中，在臨時(shí)占地區(qū)域直接開挖，會破壞地表肥沃土層，在公路建設(shè)結(jié)束后，植被恢復(fù)就無法進(jìn)行。因此，有必要將肥沃的土層儲存在原始地表的固定位置。公路建設(shè)完成后，再將肥沃土層推到原來的位置，恢復(fù)地表。

土體變形和強(qiáng)度的尺度效應(yīng)可解釋為由增強(qiáng)顆粒周圍基體的應(yīng)變梯度（不均勻應(yīng)變）產(chǎn)生。增強(qiáng)顆粒使其周圍的基體產(chǎn)生不均勻變形而引起應(yīng)變梯度，以致土體變形時(shí)比均勻變形情況消耗或儲存更多的能量，使變形阻力增加，在宏觀上體現(xiàn)出具有更強(qiáng)的變形性能和更高的強(qiáng)度。增強(qiáng)顆粒的體分比增加或體分比不變而粒徑減小時(shí)，土體單位體積中的應(yīng)變梯度“密度”增加，因而土體的強(qiáng)度和變形性能提高。上述土體變形和強(qiáng)度尺度效應(yīng)的物理機(jī)制解釋，符合相應(yīng)的試驗(yàn)結(jié)果以及胞元土體模型的理論預(yù)測。

圖5 屈服應(yīng)力與體分比關(guān)系曲線Fig.5 Relation curves between yielding stress and volume ratio

5 結(jié) 論

（1）土體是一種顆粒介質(zhì)，其強(qiáng)度和變形特性具有顯著的顆粒尺度效應(yīng)。文中基于胞元土體模型建立的土體應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系及屈服應(yīng)力公式可較合理地反映土體相應(yīng)的尺度效應(yīng)特性。

（2）土體三軸不排水抗剪試驗(yàn)結(jié)果表明，土體強(qiáng)度和變形的尺度效應(yīng)隨增強(qiáng)顆粒的體分比增加以及粒徑的減小而增強(qiáng)，反映出增強(qiáng)顆粒體分比和粒徑對尺度效應(yīng)的明顯影響；胞元土體模型理論的尺度效應(yīng)預(yù)測結(jié)果與試驗(yàn)具有較好的一致性。

（3）土體變形和強(qiáng)度尺度效應(yīng)的作用機(jī)制可解釋為，由增強(qiáng)顆粒周圍基體的應(yīng)變梯度而產(chǎn)生；應(yīng)變梯度增加了單位體積土體中消耗或儲存的能量，使變形阻力增大，從而體現(xiàn)出土體更強(qiáng)的變形性能和更高的強(qiáng)度。

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