U.L.描述的大变形固结理论及其有限元分析

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本文依托国家自然科学基金资助项目《大变形固结理论及其有限元法》(NO.59879021),基于非线性连续介质力学基本原理,针对饱和软粘土的固结性状,采用修正拉格朗日描述(Updated Lagrangian Formulation)进行了大变形固结有限元分析,推导了U.L.描述的增量有限元方程并在大变形固结分析软件LSCFEA中补充了相应的程序,使之可以进行U.L.描述的大变形固结有限元分析。 在大变形固结有限元分析时,需要在连续方程中引入大变形的体应变度量,但精确的体变度量表述使得方程的形式非常复杂难以进行有效计算分析。本文对体应变的不同描述方法作了对比分析,结果表明在大变形有限元分析中引入小变形的体应变度量方法在很大范围内是理想的,并可以简化计算过程,提高计算效率。 本文利用补充后的软件LSCFEA进行了软土地基的大变形固结分析,讨论了地基的沉降、侧向位移和孔隙水压力的变化,对U.L.法、T.L.(完全拉格朗日描述)法和小变形分析方法的计算结果进行了对比分析,讨论了大小变形分析的差异。 针对T.L.法和U.L.法的差别,对比分析了二者的时间效率,并对二者的适用性作了初步探讨。
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