软土室内蠕变试验数值模拟及工程应用

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软土在我国分布广泛,特别是像珠三角等沿海地区。软土具有天然强度低、压缩性高、透水性小、固结时间长、流变特性显著等特点,所以软土地基上的构筑物常常会出现沉降过大、承载力不足等问题。对软土流变特性的理论研究已经有几十年的历史了,取得了令人瞩目的成就,很多成果也被广泛的应用到实际工程中,取得了很好的效果。伴随着有限元方法在岩土计算中的广泛应用,特别是一些大型有限元软件的运用,像ABAQUS、ADINA、ANSYS等,对软土的固结蠕变进行数值模拟,能够得到较之室内试验更为丰富、详尽的成果,以克服室内试验的种种局限性,并将其应用到实际软土工程中,这已成为近年来新兴的研究方向。 本文比较系统的阐述了土体的流变理论,介绍了软粘土的室内流变试验的原理和方法。基于课题组通过室内试验所获得的大量试验成果,采用扩展D-P模型及适当的模型参数,运用大型有限元软件ABAQUS对软土的室内蠕变试验进行数值模拟,并将数值模拟的结果与室内蠕变试验结果进行对比分析,显示两者结果比较吻合。 在上述研究基础上,结合一个实际的软土路基工程,对其进行相应的数值计算,计算结果与实测值吻合的较好,进一步验证了计算模型和参数选取的合理性。 论文通过数值模拟方法获得了室内蠕变试验中土样的变形特征和破坏特征,以及软土路基工程的变形特性和孔压分布规律,这些结果拓展了试验成果和实测资料,使之可以更合理地评价软土变形和预测工后沉降,这对于实际工程和土力学理论都有重要的意义。
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