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本文主要分析地基的粘弹性性质对浅基础的变形和应力的流变效应问题,文中在查阅了相关资料文献的基础上,对各种粘弹性本构模型进行了分析,利用Marc有限元通用软件来模拟分析竖向荷载作用下浅基础的流变效应,发现浅基础流变存在的问题。
本文主要包括以下几个方面的研究内容:
1.从描述粘弹性模型的基本元件性质入手,分析了线性粘弹性理论的力学特征,并讨论了适用于模拟浅基础流变效应的广义Kelvin粘弹性本构模型的力学特性。
2.用广义Kelvin子程序与Marc计算软件相结合,对地质历程形成的初始地应力场,柱下单向条形基础和连梁式联合基础的二维和三维的变形和应力进行了模拟计算,给出了一系列的分析计算结果。
3.分析了柱下单向条形基础,连梁式联合基础二维和三维的变形场和应力场的模拟计算结果,同时考虑影响其流变效应的因素。
本文研究的主要成果:
1.考虑岩土介质的流变性质后,浅基础开挖时的应力释放不是瞬间完成的,岩体变形包括弹性变形和蠕变变形。浅基础在竖向荷载作用下的瞬间产生瞬时弹性变形,而蠕变变形持续很长时间,并使位移逐渐增加。
2.岩土体蠕变变形的初期速率较大,随着时间增加变形速率减小。
3.地基在竖向剖面上,沉降随深度的增加而减少,在不同深度水平面上,地基中心的沉降最大,离基础中心越远,沉降越小。粘弹性地基的沉降,应力影响范围均比瞬时弹性扩大。
4.条形基础的变形受邻近荷载的影响较大,邻近荷载越多,越近,及基础的宽度越小,地基变形稳定所需的时间越长,变形值越大。
5.连梁式联合基础的柱间距越小,基础的沉降变大,沉降稳定的时间越长,应力稳定值不变,但稳定时的时间变长,基础能同时达到沉降;连梁的刚度变小,基础沉降变大,应力变小,达稳定时间减小,不能同时沉降,所以设计,施工应保证基础梁的刚性。
通过本文的研究分析,总结出了一些对浅基础设计和了解其变化规律有指导意义的新结果和新结论,更深刻地认识浅基础流变力学特性。