真空-堆载联合预压加固地基简化非线性分析

针对真空-堆载联合预压加固地基的沉降性状，提出一种新的简化非线性分析方法。该方法考虑加固过程中地基模量变化的影响，将砂井地基在渗透性上等效为均质地基，通过常规压缩试验成果和割线模量法来反映地基模量的变化.基于Biot固结理论，推导了相应的简化非线性有限元分析方法，并给出具有快速收敛性的余量迭代算法.工程实例结果表明，由该方法得到的计算结果具有较高精度，该方法降低了传统分析的复杂性，具有一定的适用性和普遍性，可用于指导工程设计.     

关于“深基坑围护结构侧面孔隙水压力研究”的讨论

 拜读了文献[1](以下简称原文),笔者颇有收获。原文的工作和成果值得充分肯定和祝贺。在学习原文过程中,笔者被几个问题所困惑,现提出来讨论,以促进共同进步。(1)何为地下水位及地下水位的确定问题。地下水位是非常重要的基本概念,原文没有对此进行明确说明,只是根据埋设深度为40m的SW5号孔的观测数据来确定坑外土体的地下水位及其变化。根据地下水水力学基本原理,当含水层中的水流基本上水平流动时,等势面是竖直的,这时,观测井的测压水面与测压管敞口的埋深位置是无关的[2]。对于基坑降水工程,坑边的等势面一般不是竖直的,此时敞口的高程不同就会得到不同的测压面。原文以SW5号孔测得的测压水头作为坑边土体的地下     

真空联合堆载预压加固软基对环境的影响研究

采用试验与有限元的方法,研究了真空联合堆载预压加固软基对环境的影响,结果表明:真空预压使影响区的土体向加固区方向收缩,在水平方向,地表的水平位移影响范围可达20m.沿深度方向,深层土体的水平位移在10 m以上,15 m以下基本上无水平位移.验证了按渗透性等效的均质软基简化理论模型是合理可行的,其Biot固结有限元数值分析结果在总体上是偏于安全的.     

渗透力概念的力学分析及广义化探讨

渗透力是土力学中重要而艰深的概念之一。在分析渗透力现有成果基础上,首先辨析提出了相关的水力梯度定义和Darcy定律表述之间的协调性问题,从而明确了传统渗透力表述式中水力梯度的协调性定义方法;然后,基于力学机理较严谨的Biot固结理论并引入体力、广义有效应力原理和总渗流势方程等,分析提出适用于广义多孔介质(含土体)的广义渗透力的一种定义,即广义渗透力在力学上是广义有效应力系数张量与总渗流势梯度的点积,这区别于传统假说。在Terzaghi有效应力方程适用的范围内,广义渗透力可以退化为总渗流势梯度这一常见形式。还探讨了渗透力的其他力学性质,以及考虑渗流速度影响的广义渗透力改进途径。所得结论有助于拓展对渗透力概念的认识。     

割线模量法在沉降计算中存在的问题及改进探讨

割线模量法是近几年获得青睐的计算地基沉降的新方法。分析了割线模量法与e-p 曲线法在沉降计算中产生差异的原因,主要在于定义应变的参考构形跟自重应力状态不同,以及压缩应变与压力呈双曲线关系的假定两个因素。提出一修正系数用以改进割线模量法的计算结果。针对8 个试验土样,得到修正系数随埋深逐渐减小的变化规律。结合某工程,探讨了e-p 曲线法、割线模量法和改进法的沉降计算值的差别及原因。对于符合双曲线模型的地基土体,改进的割线模量法不仅便于电算,还能提高计算精度,值得推广。     

压缩试验本构关系的大变形表述法

基于连续介质力学有限变形理论,采用完全拉格朗日描述法导出压缩试验本构关系的大变形法表述形式.首先根据压缩试验特点建立大、小变形法应力张量和应变张量之间的转换式,得到一般意义上的大变形法压缩本构关系.然后在小变形法双曲线模型基础上,得到其对应的大变形法本构方程,并提出简化形式的大变形法双曲线模型.工程实例和参数分析的结果均表明,大变形法双曲线模型可较好地模拟土体的大变形压缩试验本构关系.大、小变形法的双曲线参数在定义和数值上均不相同,但两者服从一定的变化规律.     

大变形流固耦合理论中Darcy定律的表述方法

研究流固耦合理论中渗流本构方程在不同参考构形下的大变形表述方法。采用坐标和应变张量变换方法以及客观性假设,分别导出Darcy定律在空间和物质描述两种情况下的合理形式,同时还推导变形耦合情况下大变形法渗透系数的表达式。算例分析和试验结果均表明,不同描述方法渗透系数之间的差异随着变形发展而增大,在大应变情况下忽略参考构形的影响将引起较大误差。考虑变形耦合的大变形法渗透系数受到材料和几何双非线性的影响,其在数学上的单调性质要比小变形情况复杂。     

富水砂层中盾构施工引起的土体应力变化规律

以广州地铁某施工段为背景,应用现场监测与数值模拟相结合的方法,对富水砂层中盾构施工引起的土体应力变化进行了研究和分析,得出了盾构施工引起的地层土体应力变化规律,以期为类似工程提供指导。     

对“各向异性饱和土体的渗流耦合分析和数值模拟”一文的讨论

贵刊2002年第21卷第10期发表的“各向异性饱和土体的渗流耦合分析和数值模拟”一文，探讨了各向异性饱和土体Biot固结的基本方程及其有限元方程等问题。首先，笔者认为开展土体各向异性固结性状的理论研究是很有意义的，也是富有挑战性的，但在拜读文的过程中，对其中的“渗流场的基本方程”颇感迷惑，现对此进行讨论。     

三维大变形固结本构方程的矩阵表述

基于连续介质力学基本原理的大变形固结本构方程多采用张量形式，其中的本构张量是高阶张量，难以直接用于有限元编程计算。在本构方程中引入与刚体旋转运动无关的Truesdell应力率和Jaumann应力率。采用Voigt标记。阐述了T．L和U．L．两种物质描述方法三维大变形固结本构方程的矩阵表述，推导了相应的本构矩阵。发现两种物质描述方法中的Truesdell率型本构矩阵具有对称性，而Jaumann率型的本构矩阵并不对称。探讨了将Jaumann率型本构矩阵对称化的简化方法，可供有限元编程计算参考。