天然结构性软土地基大应变非线性固结分析

发布时间：2022-02-18 23:26

　　天然沉积的软黏土广泛分布于我国东南沿海地区,其大多具有显著的结构特性。在这些地区的工程建设中,常会因忽略土体结构特性对压缩性的影响而出现变形不均匀、工后沉降较大等工况。因此天然沉积软土固结变形计算中十分有必要考虑软土结构特性的影响。同时,由于结构性软土的高压缩性,天然软土层在外载作用下应变值往往较大,故固结模型中有必要采用大应变几何假定。但遗憾的是,能综合考虑天然软土体结构特性及固结过程中渗透和压缩特性非线性变化的大应变固结模型还鲜有文献报道。因此开展天然结构性软土大应变非线性固结分析具有重要的理论和工程意义。本文在同时考虑天然沉积土层的结构特性、非线性压缩与渗透特性、实际工程的变荷载及地基土层的高应变特性基础上,在土中渗流分别遵循达西定律和非达西渗流定律的假定下,建立天然沉积软土层的大应变非线性固结模型。应用有限差分法求取其数值解答,并分析不同因素下固结性状的异同。具体研究内容如下:（1）在土中渗流遵循达西定律的基础上,考虑天然土体的结构特性和非线性压缩渗透特性,引入大应变几何假定,建立变荷载下天然沉积软土大应变非线性固结模型。利用有限差分法获取其数值解答,在验证解的可靠性基础上,分... 

【文章来源】：江苏大学江苏省

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
主要符号表
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 软土结构性研究现状
        1.2.1 软土结构性概念
        1.2.2 结构性软土工程力学性质
    1.3 饱和软黏土一维固结理论研究现状
        1.3.1 经典固结理论研究现状
        1.3.2 大应变非线性固结理论研究现状
    1.4 结构性软土固结理论研究现状
    1.5 本文研究意义和研究内容
        1.5.1 研究意义
        1.5.2 研究内容
第二章 达西渗流下结构性土大应变非线性固结分析
    2.1 引言
    2.2 天然结构性软土压缩及渗透特性的描述
    2.3 大应变固结模型
        2.3.1 固结模型描述
        2.3.2 土层初始有效应力的确定
    2.4 控制方程的数值求解
        2.4.1 控制方程的无量纲化及时空离散
        2.4.2 控制方程的差分解答
        2.4.3 沉降以及平均固结度的求解
    2.5 有限差分法的验证
    2.6 固结性状分析
        2.6.1 荷载变化对固结性状的影响
        2.6.2 固结时间t_c对固结性状的影响
        2.6.3 固结参数C_(cr)/C_k对固结性状的影响
        2.6.4 初始有效应力对固结性状的影响
        2.6.5 结构屈服应力σ'_y对固结性状的影响
    2.7 本章小结
第三章 Hansbo渗流下结构性土大应变非线性固结分析
    3.1 引言
    3.2 Hansbo非达西渗流模型描述
    3.3 天然结构性软土压缩及渗透特性的描述
    3.4 大应变固结模型
        3.4.1 固结模型描述
        3.4.2 土层初始有效应力的确定
    3.5 控制方程的数值求解
        3.5.1 控制方程及求解条件的无量纲化
        3.5.2 控制方程的差分解答
        3.5.3 沉降以及平均固结度的求解
    3.6 有限差分法的验证
    3.7 固结性状分析
        3.7.1 非达西渗流模型参数i_1及m对固结性状的影响
        3.7.2 固结参数C_(cr)/C_k对固结性状的影响
        3.7.3 荷载变化对固结性状的影响
        3.7.4 结构性对固结性状的影响
    3.8 本章小结
第四章 基于起始水力坡降的结构性土一维大应变非线性固结分析
    4.1 引言
    4.2 具有起始水力坡降的渗流模型描述
    4.3 天然结构性软土压缩及渗透特性的描述
    4.4 大应变固结模型
        4.4.1 固结模型描述
        4.4.2 土层初始有效应力的确定
    4.5 控制方程的数值求解
        4.5.1 控制方程及求解条件的无量纲化
        4.5.2 控制方程的差分解答
        4.5.3 沉降以及平均固结度的求解
    4.6 有限差分法的验证
    4.7 固结性状分析
        4.7.1 起始水力坡降i_0对固结性状的影响
        4.7.2 起始水力坡降i_0对渗流前锋的影响
        4.7.3 荷载对固结性状的影响
        4.7.4 结构性对固结性状的影响
    4.8 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 本文的主要结论
    5.2 研究展望
参考文献
第六章 致谢
作者在学期间科研成果


【参考文献】：
期刊论文
[1]变荷载下考虑结构性的双层地基一维非线性固结分析[J]. 崔军,谢康和,夏长青,胡安峰,周禹杉.  中南大学学报(自然科学版). 2018(07)
[2]结构性土坡变形破坏数值模拟方法的对比分析[J]. 汪儒鸿,周海清,彭国园.  中国地质灾害与防治学报. 2018(03)
[3]非饱和土一维大变形固结模型[J]. 周亚东,邓安,鹿群.  岩土力学. 2018(05)
[4]考虑固结历史的结构性软土路基沉降数值模拟[J]. 宋晶,叶冠林,徐永福,孙德安.  岩土力学. 2018(03)
[5]胶结结构性土统一硬化模型[J]. 祝恩阳,李晓强.  岩土力学. 2018(01)
[6]考虑非达西渗流的结构性软土非线性固结分析[J]. 李传勋,王昌建,王素,董兴泉.  江苏大学学报(自然科学版). 2017(04)
[7]考虑起始水力坡降的软土大变形非线性固结分析[J]. 李传勋,董兴泉,金丹丹,谢康和.  岩土力学. 2017(02)
[8]基于起始水力坡降的软土一维大变形固结分析[J]. 李传勋,徐超,谢康和.  岩石力学与工程学报. 2015(S1)
[9]考虑非达西渗流和变荷载影响的软土大变形固结分析[J]. 李传勋,谢康和.  岩土工程学报. 2015(06)
[10]考虑起始水力坡降的软土一维非线性固结分析[J]. 李传勋,王坤.  江苏大学学报(自然科学版). 2014(06)

博士论文
[1]成层结构性软土非线性大应变流变固结理论研究[D]. 夏长青.浙江大学 2018

硕士论文
[1]考虑非达西渗流的结构性软土一维固结理论研究[D]. 王昌建.江苏大学 2017
[2]考虑非达西渗流的成层软土大变形固结理论与试验研究[D]. 董兴泉.江苏大学 2017
[3]成层结构性软土的一维固结计算理论与性状分析[D]. 安然.浙江大学 2012



本文编号：3631743