软基真空预压加固沉降过程的数值模拟研究

采用简单方法推算了邓肯—张双曲线模型的8个参数,结合等效地基固结系数法,对真空预压处理某海洋温泉度假村软基工程试验区的沉降进行了比奥固结平面有限元分析。计算结果与实测值比较接近。计算结果表明邓肯-张双曲模型的参数推算和等效地基固结系数法的合理性。     

基于不同含水率粉土的邓肯-张模型参数试验研究

土的本构模型是研究其力学特性的核心问题,邓肯-张双曲线模型能较好地反映土体的非线性性态,概念清楚,易于理解,在岩土工程和地下工程的数值分析中得到广泛应用。本文通过三轴固结排水试验,分析不同围压下粉土应力应变曲线的特点,得到不同含水率粉土的邓肯-张模型参数。并通过分析由不同含水率粉土的邓肯-张模型参数构成曲线的变化特征,归纳了不同含水率粉土邓肯-张模型各参数的变化规律,为工程设计、计算提供一定的参考价值。     

砂土不同粒径对邓肯—张双曲线模型参数的影响

邓肯-张双曲线模型能较好地反映土体的非线性性态,概念清楚,易于理解,在岩土工程和地下工程的数值分析中得到广泛应用.在作具体数值计算时,要用到具体的参数值.一些文献、书籍和资料中,给出了一般性的砂土、粘土和黄土等的邓肯-张模型参数.通过常规三轴试验,得到了砂土的不同粒径对邓肯-张模型参数a,b值的影响.     

改进邓肯—张模型在基坑减载土体中的应用

通过三轴试验模拟基坑开挖过程中侧向减载土体的应力路径,针对武汉地区具有代表性的粉质粘土,进行了一系列真三轴和普通三轴排水固结剪切试验。根据试验结果,对邓肯—张模型进行研究,用基坑开挖侧向卸荷过程中的变形模量计算公式代替邓肯—张模型中基于σ3=常数推导出的切线模量公式,并将该模型应用于平面应变情况,针对Duncan-Chang模型不能反映中主应力的影响,对邓肯-张模型进行了改进,确定了模型中的参数,并用理论计算所得应力-应变关系曲线和试验所得应力-应变关系曲线进行对比分析,验证了该模型对于卸荷工程这类特殊应力路径的适应性。     

邓肯—张模型对砂卵石土适用性的试验研究

通过三轴试验,本文针对邓肯—张模型对砂卵石土的适用性进行了分析研究。试验结果表明,砂卵石土的体变在经历初始的体缩段后,随着轴向应变增加变为以体胀为主,并且随着围压增大,体胀逐渐减弱;砂卵石土的强度和切线弹性模量可以根据邓肯—张模型来较合理地确定;邓肯—张模型不能够较好地描述砂卵石土的体变特性与泊松比参数,切线泊松比应优选本文所拟合公式。     

堆石料变形参数的粒径尺寸相关性研究

堆石料变形参数的尺寸效应直接影响土石坝的变形预测,关系土石坝防渗体的变形协调,也是当前高土石坝的关键技术难题。基于前人的研究成果,根据不同尺寸试样之间的应力应变转换关系,推导了邓肯–张E–B模型各个参数与粒径的相关性。结果表明堆石料这类易破碎材料可以根据颗粒强度的粒径相关性和缩尺样的应力–应变曲线预测大尺寸试样的应力–应变关系。在邓肯–张模型中,尺寸效应较为明显的参数有φ0,K和Kb,参数Rf,n和mb是无粒径尺寸效应或尺寸效应不明显的参数。通过对比不同尺寸试样的邓肯–张模型参数的试验结果,进一步验证了该规律的合理性。     

邓肯—张模型改进方法综述

结合国内外邓肯—张模型的研究,综述了邓肯—张模型的改进方法,从不同侧面完善了邓肯—张模型,提高了该模型的实用性,为工程设计研究人员进行岩土工程数值分析时本构模型的选用提供了依据。     

基于三轴试验的南水模型参数的确定方法

土的本构模型是反映土体应力-应变关系的数学表达式。南水模型是弹塑性模型中的一种,其综合了邓肯-张模型和剑桥模型的优点,并采用多重屈服面,克服了邓肯-张模型和剑桥模型不能模拟围压或平均压力不断减小的应力路径的缺点。简单介绍了南水模型的屈服方程及其参数的推导过程,介绍了获得郑州地区主要土层的南水模型参数的方法:首先对郑州地区的粉土进行饱和,然后利用三轴剪切仪对其进行三轴剪切试验,通过对试验数据的整理与分析,确定南水模型的参数。     

不同应力路径下的邓肯–张模型模量公式

实际工程中,土体可能处于轴向卸载、侧向加载、侧向卸载应力路径下,而邓肯–张模型是在轴向加载条件下得到的,这限制了它的适用范围。本文模拟邓肯-张模型思路推导了不同应力路径下的切线模量公式,从而使模量公式系列化,扩大了邓肯–张模型适用范围;根据不同应力路径试验的结果,发现公式推导中使用的假设可以得到验证。     

残积土孔内剪切试验的强度特性及广义邓肯–张模型研究

花岗岩残积土广泛分布在中国东南沿海地区,是近地表花岗岩的风化产物。为了研究花岗岩残积土原位力学行为及其受风化程度的影响,开展不同深度土层的原位孔内剪切试验,获得了不同法向应力下的应力-应变关系曲线和广义邓肯-张模型参数。以砾粒含量表征残积土的风化程度,基于考虑砾粒含量影响的广义邓肯-张模型预测了土体的力学行为,并与实测数据进行对比。结果表明,花岗岩残积土的颗粒级配与土层深度有明显的关联性,用砾粒含量可以表征其风化程度;由孔内剪切试验得到应力-应变曲线呈应变硬化型特征;根据孔内剪切试验的应力-应变关系可以有效地反演广义邓肯-张双曲线模型参数,包括黏聚力c、内摩擦角φ、应力破坏比R_f以及拟合参数K和n;经回归分析发现5种参数均可由砾粒含量的相应函数关系进行拟合求解;由模型计算得到的应力-应变曲线与实测结果吻合度较高,说明采用广义邓肯-张模型描述花岗岩残积土的原位力学行为具有合理性,分析结果拓展了邓肯-张本构模型的适用范围。     

邓肯–张模型参数反演的不唯一性

对邓肯–张模型的特点进行了分析，指出待反演的参数中若同时包含破坏比R_f、凝聚力C和内摩擦角φ容易导致反演失败的原因在于反演结果不唯一所引起的数值奇异。证明了不唯一性源于参数R_f，C，φ之间的一种特殊相关性，即，对于任一特定的应力状态，有无数种R_f，C，φ组合可以保证R_fS（破坏比R_f与应力水平S的乘积）取值不变并获得相同的切线模量Et和切线泊松比ν_t，导致满足反演目标函数获得相同最小值的参数组合出现不唯一性。提供了相应的解决方法，即重新拟定反演参数或约束R_f，C，φ中的某些参数，以确保模型参数的可辨识性。     

旁压试验反演邓肯-张模型参数方法研究

研究了联合室内模拟试验和现场旁压仪试验综合确定邓肯 -张E-B 模型有关参数的方法。内容包括 :①采用邓肯 -张E-B 模型和有限元方法 ,对旁压试验机理进行数值模拟 ;②研制采用阻尼最小二乘法非线性优化理论 ,依据实测旁压曲线 ,进行土体本构模型参数反演的方法和计算机程序 ;③在对模型各参数敏感性分析基础上 ,以室内试验结果为初值 ,对某工程地基覆盖层现场旁压试验实测曲线进行E-B 模型参数的反演分析。为实际工程的计算分析提供了更为可靠依据     

重塑黏土真三轴试验强度特性及本构模型研究

土体的强度特性是岩土工程稳定性分析的重要依据。本文分析了不同含水率重塑粘土在复杂应力路径下的强度变化规律,获得以下主要结论:含水率较小时重塑粘土的应力应变曲线呈强硬化型,含水率较大时呈弱硬化型,含水率一定时随着中主应力比的增加应力应变曲线向外扩张;重塑粘土强度随着中主应力比的增加而增大,中主应力比小于0.5时增幅较大,大于0.5时增幅有所减小;不同含水率下重塑粘土强度在π平面上的破坏线为一族相似曲线,随着含水率的减小破坏线向外扩张且圆润度增强,破坏曲线的形态逐渐接近加权双剪强度理论。鉴于考虑轴对称应力条件下的邓肯-张模型不能反映中主应力变化的影响,通过重塑粘土的真三轴试验结果结合邓肯-张双曲模型建立了能够考虑中主应力比的改进邓肯-张模型,并与复杂应力路径的试验结果进行比较,验证了改进邓肯-张模型的有效性。     

邓肯-张模型参数敏感性分析与控制变形研究

基于Biot固结理论,采用邓肯-张本构模型,用有限元对某高速公路路基进行大量非线性有限元分析,得出邓肯-张模型中8个参数对计算结果的不同敏感度;基于参数的不同敏感性,对路基设计中变形控制的相应措施进行讨论,对参数的测试和工程计算具有指导意义,同时也对高速公路控制变形设计具有参考价值。     

Duncan-Chang模型中各参数影响因素分析

利用ANSYS软件的用户可编程特性(UPFs),将岩土Duncan-Chang本构模型导入了大型有限元软件ANSYS中,采用增量算法,用三轴实验模型对导入的本构关系进行了计算仿真验证,分析了八个参数的变化对计算结果的影响,对岩土工程问题具有更广泛的参考价值,有关处理方法也为其它本构模型在ANSYS中实现及分析提供了参考。     

谈Duncan-Chang模型中侧向主应力对切线模量的影响

利用常规低塑性粉土和低塑性粘土的性质参数,计算分析了Duncan-Chang模型中初始切线模量E i和切线模量E t受侧向主应力σ3的影响,并分别总结了影响规律,以加深工程人员对Duncan-Chang模型的了解,更加合理地利用该模型对土体进行分析。     

宁波地区主要土层邓肯—张模型参数试验研究

土的本构模型是反映其应力—应变关系的数学表达式,邓肯—张模型作为土的最为普及的本构模型之一,概念简单,计算方便,能较好地反映土体的非线性性态。虽存在很多局限性,仍在实际工程中广泛使用。为了获得宁波地区主要土层的邓肯—张模型参数,从宁波轨道交通地铁1号线一期石路头停车场工点取土样,对各层土样分别在不同的围压下进行了三轴固结排水试验,通过分析其应力应变曲线,得到了所需参数。所得参数可作为宁波地区岩土工程和地下工程问题分析计算的参考值。     

Stress-Strain Relationships and Nonlinear Mohr Strength Criteria of Frozen Sandy Clay

A series of triaxial compressive tests were performed on frozen sandy clay at -4 and -6°C under confining pressures from 0 to 18 MPa. The experimental results indicate that the stress-strain curves show strain softening and hardening phenomena when the confining pressures are below and above 3.0 MPa, respectively. Since the generally hyperbolic model can not describe the strain hardening behavior very well and the Duncan-Chang model can not ideally describe the strain softening behavior of the frozen sandy clay, an improved Duncan-Chang model is proposed. This model can describe not only the strain softening behavior but also the strain hardening behavior of the frozen sandy clay, and the calculated results are rather coincident with the corresponding experimental data. In addition, it is also suitable for frozen silty clay with a high precision. Due to pressure melting, the shear strength of the frozen sandy clay changes nonlinearly with increasing confining pressures. In order to solve the problem that the linear Mohr-Coulomb criteria can not exactly reflect the shear strength of the frozen sandy clay, a nonlinear Mohr criteria of the frozen sandy clay is presented. The calculated results illustrate that it has higher precision and can describe the shear strength of frozen sandy soils more accurately than the linear Mohr-Coulomb criteria does.