软土结构性与软土地基损伤数值模拟

摘要

该文针对枋州地区淤泥质粘土进行了软土结构性试验研究、模型探讨以及软土地基损伤数值模拟.首先,对杭州地区淤泥质粘土进行了结构性试验研究.试验表明:结构性对软土工程特性有很大的影响.原状样及重塑样在压缩特性、固结特性、强度特性等方面存在明显的差异.与此同时,进行不同应力水平下土微观结构研究,通过SEM图像分析,土体在不 同应力水平下,呈现不同的微观结构.其次,基于土结构性特性,提出了一个改进的土结构性损伤模型.该模型建议损伤土屈服函数为修正剑桥模型的屈服函数及新的损伤演化方程的形式.并结合土结构性试验,得到了土损伤规律,从而得到了土结构性弹塑性损伤本构模型.通过与土单向压缩试验结果的比较研究,该模型基本上反映了土体的变形特征.最后,在该土结构性弹塑性损伤土构模型的基础上,编制了软土地基Biot固结弹塑性损伤有限元分析程序.利用该程序对算例进行数值模拟.数值计算结果较好的模拟土体变形特征并可以定性解释实际工程中的一些现象.此外,鉴于还没有考虑土结构性的土分类体系,研究人员提出按结构屈服应力大小与前期固结压力相互关系来区分土结构性强弱,将土分为强结构性土、较强结构性土和弱结构性土.在文章的最后,对土结构性有关研究方面进行了展望.

目录

文摘

英文文摘

第一章绪论

1.1引言

1.2土结构性研究途径

1.3土结构性研究现状

1.4连续介质损伤力学在土力学中的应用

1.5软土地基有限元数值分析研究

1.6本文的主要工作

第二章软土结构性试验研究

2.1引言

2.2固结压缩试验

2.3三轴固结不排水抗剪试验

2.4结构性对无侧限抗剪强度的影响

2.5土微观结构试验研究

2.6小结

第三章土结构性弹塑性损伤本构模型

3.1引言

3.2土体损伤理论

3.3沈珠江弹塑性损伤模型

3.4改进的土结构性弹塑性损伤模型分析

3.5模型验证

3.6小结

第四章软土地基Biot固结损伤有限元分析

4.1引言

4.2 Biot固结理论

4.3 Biot固结有限元方程

4.4增量法原理

4.5应力修正

4.6软土地基Biot固结弹塑性损伤有限元分析程序

4.7程序考核

4.8软土地基性状分析

4.9小结

第五章工程实例分析

5.1杭甬高速公路试验路堤简介

5.2第11试验段概况

5.3计算分析

第六章结论与建议

6.1本文的主要结论

6.2建议

文献

致谢

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