軟黏土地基大應(yīng)變流變固結(jié)特性研究.pdf

1、固結(jié)理論是土力學(xué)研究的基本課題之一,自Terzaghi-維固結(jié)理論提出以來,各國學(xué)者在其基礎(chǔ)上進(jìn)行了不斷的深入和完善。在沿海和沿江沿河地帶廣泛分布著深厚軟土層,人們通過這些地區(qū)長期的軟土工程實(shí)踐發(fā)現(xiàn),軟黏土地基的固結(jié)變形較大,Terzaghi固結(jié)理論中的小應(yīng)變假設(shè)不再成立,而需要采用大應(yīng)變假定。同時,隨著現(xiàn)代工程地基工后沉降要求的越來越嚴(yán)格,對合理、準(zhǔn)確地預(yù)測地基沉降發(fā)展過程提出了更高的要求,軟黏土的流變特性也隨之受到人們的重視?；诖?/p>

2、,本文通過理論研究、室內(nèi)試驗(yàn)、數(shù)值模擬和工程實(shí)例,對軟黏土地基的大應(yīng)變流變固結(jié)問題進(jìn)行了深入地探討。本文主要工作有:
　　 (1)基于連續(xù)介質(zhì)力學(xué)原理,同時考慮了幾何非線性和材料非線性,建立了U.L.描述的大應(yīng)變固結(jié)問題的平衡方程和連續(xù)性方程,并進(jìn)一步得到了大應(yīng)變固結(jié)有限元法控制方程。
　　 (2)對寧波軟土進(jìn)行了一系列的一維固結(jié)流變試驗(yàn),并利用自行改裝的應(yīng)力控制式三軸剪力儀,進(jìn)行了不同圍壓條件下的三軸固結(jié)排水流變試驗(yàn),

3、對一維固結(jié)流變試驗(yàn)結(jié)果和三軸固結(jié)排水流變試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比研究,系統(tǒng)分析了寧波軟土的流變特性。
　　 (3)將西原模型推廣到三維,采用修正劍橋模型屈服準(zhǔn)則來描述土體的塑性屈服,推導(dǎo)了土體的本構(gòu)關(guān)系,建立了能夠全面反映寧波軟土流變特性的三維流變模型,并對三軸排水流變試驗(yàn)成果進(jìn)行了曲線擬合,驗(yàn)證了本文模型的合理性,得到了不同圍壓及偏壓條件下的模型參數(shù)。
　　 (4)在大型通用有限元軟件ABAQUS的基礎(chǔ)上,開發(fā)了本文所建立的

4、流變模型的用戶材料子程序UMAT。通過單軸壓縮數(shù)值模擬與解析理論的對比,驗(yàn)證了本文UMAT的正確性,并對模型參數(shù)進(jìn)行了敏感性分析?；诒疚哪Ｐ?研究了同時考慮流變效應(yīng)、自重荷載,滲流非線性等復(fù)雜條件下的軟黏土地基大應(yīng)變固結(jié)過程中的超靜孔壓消散過程和地基沉降發(fā)展規(guī)律,與小應(yīng)變固結(jié)計算結(jié)果進(jìn)行了對比分析。
　　 (5)利用本文建立的流變模型和擬合的模型參數(shù),通過三維數(shù)值模擬計算了某軟土地基堆載預(yù)壓試驗(yàn)過程中地基長期沉降發(fā)展過程和超靜