两种本构模型修正土体一维固结理论比较

通过编程计算分析比较了e—lgp和双曲线两种模型修正土体一维固结理论的优劣,并结合具体算例进行了分析,结果表明,用e—lgp模型修正正常固结土比较简单,使用超固结土时麻烦,并指出双曲线模型更能反映土体本构关系对固结性状的影响且对超固结土也同样适用。     

考虑两种不同性质超固结的土体本构模型

结构对土体的变形特性有强烈影响,土体本构模型应该反映土体的结构性。通过调研分析将土体变形表现出的超固结划分为结构超固结与应力超固结这2种不同性质的超固结,从而使结构超固结与应力超固结统一起来。土体结构超固结采用结构超固结参数来表示。模型对修正剑桥模型进行扩展,模型的屈服面形状与修正剑桥模型一致,而屈服面的大小由结构超固结和应力超固结ps之和决定,而屈服面的变化由体积硬化与结构损伤共同来描述,模型采用相关联流动法则;从而提出了一个可考虑结构性的粘土本构模型。模型概念明确,参数简单并有物理意义。初步验证表明,模型可以较好的反映结构性土体的变形特性。     

基于扰动状态理论的Biot固结有限元分析

 通过求解水–土耦合的综合方程组可以得到任意时刻的位移和孔隙压力值。理论公式推导和有限元分析过程建立在有效应力原理、连续条件和平衡方程基础之上。在扰动因子的演化方程中自变量取为材料的竖向应变。材料参考状态各部分应变取值一致。扰动状态理论得到的材料变形比只利用弹塑性模型得到的材料变形偏大,这一点与应用损伤理论得到的结果性质相似。     

考虑固结和流变的层状地基中的水平单桩的理论分析

 利用积分方程和递推矩阵2刚度矩阵方法求解了考虑层状两相介质固结和流变的水平受荷的单桩问题。首先利用层状两相介质中水平圆形载荷基本解, 建立了时域内的层状两相介质地基中水平单桩的积分方程。然后对所得的积分方程进行Laplace 变换, 得到变换域内的积分方程, 对变换域内的积分方程采用Schapery 逆变换方法得到时域内水平单桩的近似积分方程。最后对所得的积分方程进行数值求解得到桩的剪力、弯矩和位移。     

超固结土本构模型分叉三维理论分析及数值模拟

应变局部化分叉的产生强烈依赖于本构模型的弹塑性矩阵。以基于伏斯列夫面超固结黏土三维本构模型为研究对象,推导了三维应力下产生分叉的应力条件,求出了该模型在常平均应力时不同应力路径下分叉三维解析结果。解析结果表明：该模型在应力洛德角为-26.5°～7.5°时,有分叉现象产生,分叉产生于土体应力应变的硬化阶段,且分叉后剪切带倾角变化趋于稳定;而应力洛德角在-30°～-26.5°及7.5°～30°时无分叉现象出现。最后,利用有限元软件ABAQUS的材料子程序接口,采用回映应力更新算法,编写了材料特性子程序,实现了该模型在有限元数值分析中的应用,对均匀各向同性多单元立方体进行常平均应力时真三轴试验数值模拟,并比较数值计算结果与解析结果,验证了解析解与数值模拟结果的一致性。     

排水固结法加固软基研究综述

就排水固结加固软基问题进行了加固机理的比较、土体的本构模型的分析、控制目标的转移、计算结果优缺点的对比以及现阶段研究的现状和存在的问题进行了综述     

基于分数阶流变模型的饱和软土一维流变固结

在太沙基一维固结理论的基础上,引入分数阶导数Merchant流变模型来描述土体的变形特性,通过对微分型流变方程和一维固结方程进行Laplace变换,推导得到了Laplace变换域内饱和软黏土的一维流变固结方程,采用FlexPDE软件对方程进行求解,并通过Durbin反Laplace变换获得了平均固结度的时域解答。在此基础上,研究了分数阶导数流变模型的微积分阶数和流变模型参数对饱和软土一维流变固结特性的影响规律。计算结果表明:基于整数阶和基于分数阶导数流变模型的流变固结理论在固结前期基本相同,但在固结后期两者差异显著,基于分数阶导数流变模型的软黏土U_p要高于整数阶的情况,而U_s的规律则截然相反。此外,微分阶数β对两种定义的平均固结度均有较大影响,β越大,U_p越小而U_s就越大,软黏土的流变效应越显著。随着流变模型参数F的逐渐增大,同一时刻软黏土的U_p逐渐减小,而U_s则逐渐增大;随着参数β₁的逐渐增大,同一时刻软黏土的U_p和U_s均随之减小。     

多模型Biot固结有限元分析

本文作者建立了基于多个本构模型的Ｂｉｏｔ固结平面应变问题的有限元方程,并编制了相应的程序,最后用一实例作了验证,得出比较满意的结论。     

考虑地基固结和流变的上部结构与地基基础共同作用的理论研究与参数分析

对于粘弹性饱和地基和上部结构与基础的共同作用问题,根据文献[１］提出的能同时考虑瞬时变形、固结变形和流 变的共同作用的计算方法,利用计算机程序建立计算模型,进行参数分析。将结果与实验实测资料比较米检验所采用的粘 弹性地基模型。根据模型中四个参数对地基变形中的固结和流变的影响规律。得出了各项参数的合理取值范围,以期定量 地建立一个比较符合实际的地基模型。对地基固结流变过程中的上部结构和筏板的内力进行分析,得出固结、流变引起的 结构内力变化规律。     

不同应力路径下超固结黏土分叉分析

基于姚仰平等提出的伏斯列夫面超固结黏土三维弹塑性本构模型,导出了水土耦合不排水条件下饱和黏土的应变局部化的萌生条件,求出了在不同应力路径下单相介质和水土耦合不排水条件下分叉三维解析解和数值解。理论分析表明,对于单相介质,该本构模型在应力洛德角为 - 23.5 °～ 4 °之间时,有分叉现象产生,并且分叉产生于土体应力应变曲线的硬化阶段;而当应力洛德角在 - 30 °～ - 23.5 °和 4 °～ 30 °之间时无分叉现象出现。在水土耦合不排水条件下,使用该模型在应力洛德角为 - 23 °～ - 1 °之间时,有分叉现象产生,分叉产生于土体应力应变的软化阶段;而当应力洛德角在 - 30 °～ - 23 °和 - 1 °～ 30 °之间时无分叉现象出现。利用嵌入上述本构模型的有限元软件 ABAQUS ,对单相和水土耦合不排水条件下的多单元立方体应变局部化分叉现象进行了数值分析。比较表明解析解与数值模拟的结果基本一致。     

层状粘弹性地基一维固结特性

采用Merchant 流变模型模拟土体的粘弹性,针对层状黏弹性地基一维固结偏微分方程,利用Galerkin加权残值方法推导了该问题有限元矩阵表达式。将求解方法编制成应用程序,通过单层黏弹性地基和双层线弹性一维固结问题解答与解析解答对比,验证了求解方法和程序的有效性。采用程序对三层黏弹地基一维固结问题进行了算例分析,研究了处于不同深度处土层在不同时刻受土体粘滞性影响程度,以及粘弹性参数η 1对土体孔压消散的影响。分析结果表明,黏滞性土体孔压消散慢于线弹性土体,且随着时间的增加和土层距离排水面距离的增加,这种现象更明显,在土层固结度达到80%～90%时两者差异达到最大值。粘弹性参数η 1越大,粘滞性土体与线弹性土体固结度差异越大,且对土体的固结度影响也越提前。     

错误的“两相非连续介质固结理论”——与徐日庆先生等商榷《两相非连续介质固结理论》一文

该文认为徐日庆等人《两相非连续介质固结理论》一文得出的固结模型不正确,并作了阐述分析。     

考虑结构应力的粘土一维非线性固结分析

考虑结构性粘土的结构应力比以及施工荷载分级加载情况,建立了考虑结构应力比的天然饱和软粘土一维非线性固结控制方程,采用Crank-Nicolson有限差分格式对固结方程进行了求解,并与不考虑结构应力比的一维线性和非线性固结结果进行了比较分析,最后针对不同η/c比值分析了天然饱和软粘土的一维非线性固结性状。研究表明,非线性参数η/c对固结速率有较大影响,η/c值越小孔压消散越快,固结速率越大。在固结初始阶段不考虑结构应力比的线性与非线性固结计算结果比较接近,随着固结的发展,不考虑结构应力比的非线性     

拉,压状态下玻璃流变模型的比较

人们通常假定玻璃在拉伸和压缩状态下的流变模型是相同的。本文采用国产的RJY-1型热机械检测仪,在335℃～680℃范围内测定了玻璃棒在压缩状态下的流变模型;同时还在350℃～680℃范围内测定了玻璃丝在拉伸状态下的流变模型。实验结果表明:玻璃在拉伸和压缩状态下的流变模型存在差异。因此,假定玻璃在拉、压状态下的流变模型相同是不合理的。     

双层地基─维固结理论与应用

本文研究了双层地基一维固结问题，给出了荷载随时间任意变化及起始孔压沿深度任意分布情况下双层地基一维固结解答，讨论了双层地基一维固结特性，并为双层地基平均固结度的实际计算提供了图表。与均质地基不同，双层地基平均固结度按沉降定义和按平均孔压定义是有区别的。土的固结系数并不是决定双层地基固结速率的唯一指标。土的压缩性对双层地基固结有重要影响，土越硬，固结越快。     

双层地基─维固结理论与应用

本文研究了双层地基一维固结问题，给出了荷载随时间任意变化及起始孔压沿深度任意分布情况下双层地基一维固结解答，讨论了双层地基一维固结特性，并为双层地基平均固结度的实际计算提供了图表。与均质地基不同，双层地基平均固结度按沉降定义和按平均孔压定义是有区别的。土的固结系数并不是决定双层地基固结速率的唯一指标。土的压缩性对双层地基固结有重要影响，土越硬，固结越快。     

动力排水固结法软基加固效果数值分析

动力排水固结法是一个瞬态动力响应问题,其复杂性决定了地基土在夯击过程中的特性难以用常规的解析方法进行推证.采用FLAC3D软件对动力排水固结过程作数值模拟,并对动力排水固结法的有效加固深度及加固范围作分析.研究表明,动力排水固结法加固的主要范围是夯锤下方的椭球体区域,表现为竖向压缩,侧向挤压,有效加固深度和加固范围可由数值模拟较准确预测.     

一种软粘土三轴流变试验的数值模拟技术

在进行软粘土三轴流变试验有限元数值模拟时,引进了切向弹性抗力约束和位移约束关联技术对试验机与试样的接触面进行模拟,研制了相应的有限元计算程序。以上海地区某软土工程的三轴流变试验为实例,进行了有限元数值模拟计算,计算结果与试验所得结果十分相吻合。     

施工荷载下理想砂井地基弹黏塑性固结分析

为深入研究饱和黏土流变特性及施工荷载对理想砂井地基固结性状的影响,在Barron理想砂井固结理论基本假定的基础上,引入考虑时间效应的统一硬化(UH)本构模型描述饱和黏土的弹黏塑性变形,同时将施工荷载简化为线性加载,重新推导了理想砂井固结方程,并给出了固结方程的隐式差分格式。通过与文献中变荷载下砂井地基非线性固结方程解析解的对比,验证了研究方法的有效性。探讨了施工荷载和UH模型参数等对砂井地基固结进程的影响。结果表明:施工阶段砂井地基内出现的孔压升高现象不仅是施工荷载随时间增加造成的,黏土的黏滞性也是原因之一; 延长工期和增大UH模型参数均会使砂井地基孔隙水压力的整体消散时间延长,从而减小其固结速率; 当工期较长时,按瞬时加载情况计算砂井地基的固结进程将会产生较大误差,而忽略土体的黏滞性将会高估砂井地基的固结速率。