基于随机场理论的地基沉降仿真计算研究

发布时间：2017-04-14 01:01

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【摘要】：地基和基础作为建筑物的根本,当作用在其上的荷载存在差异或基础下存在分布不均匀的地基土层时,基础将会产生不均匀沉降,而当这个沉降值超过某一限度后,将导致建筑物的开裂、倾斜甚至倾覆破坏。实际上,建筑物与周围环境是密切相关的整体。即使地基沉降值是均匀的,建筑物的使用和外观也将会受到过大的沉降影响,特别一些对沉降敏感的设备,如电梯,管道、设备等。由此可见,地基变形计算成为了基础工程设计中的重要组成部分。作为地基基础工程中最为关注的问题之一,人们在沉降计算方面做了大量研究。多是将岩土设计参数假设为随机变量来处理,而忽略了土性参数的空间变异性。本文将随机场理论引入到地基沉降计算中,结合MATLAB编程软件和ABAQUS有限元分析软件计算地基沉降,以期得到更为合理的评价手段和预测方法。本文基于徐州某工程实测数据,首先以随机场相关理论作为基础,利用MATLAB编程软件编制相关距离和随机场电算程序,并分别讨论影响相关距离计算结果和随机场模拟结果的相关因素;然后,以某实际工程为算例,建立ABAQUS有限元分析模型,并将土体随机场参数与有限元模型相结合；最后,通过随机场模型和均匀场模型的计算结果与工程实测沉降值对比分析,得出采用岩土参数随机场模型比采用参数均匀场模型模拟的计算结果精度更高,并验证随机场理论应用在地基沉降计算中的可行性与合理性。
【关键词】：随机场理论 相关距离 随机场模拟 沉降计算
【学位授予单位】：山东建筑大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU433
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-15
• 1.1 课题研究背景和意义9-11
• 1.2 国内外研究现状11-13
• 1.3 本文主要研究内容及技术路线13-15
• 第2章 随机场理论及参数分析15-32
• 2.1 随机场及其数字特征15-19
• 2.1.1 随机过程与随机场15-16
• 2.1.2 随机场的数字特征16-17
• 2.1.3 随机场的平稳性和各态历经性17-19
• 2.2 局部平局与方差折减函数19-25
• 2.2.1 局部平均19-22
• 2.2.2 方差折减函数22-23
• 2.2.3 方差折减函数与相关函数的关系23-25
• 2.3 相关距离及计算方法25-27
• 2.3.1 相关距离的概念25
• 2.3.2 相关距离的计算方法25-27
• 2.4 相关距离实例计算及影响因素分析27-31
• 2.5 小结31-32
• 第3章 岩土参数随机场的仿真建模32-49
• 3.1 随机场的离散32-35
• 3.1.1 形函数法32
• 3.1.2 局部平均法32-34
• 3.1.3 正交展开法34-35
• 3.2 随机场的数字模拟35-38
• 3.2.1 移动平均法35-36
• 3.2.2 离散傅里叶变换法36-37
• 3.2.3 乔列斯基分解法37-38
• 3.3 岩土参数随机场的模拟实现38-48
• 3.3.1 随机场的模拟实现方法38-40
• 3.3.2 随机场的模拟结果及分析40-48
• 3.4 小结48-49
• 第4章 基于随机场理论的地基沉降有限元仿真模拟及应用49-68
• 4.1 工程概况49-52
• 4.1.1 工程概述49-50
• 4.1.2 沉降原因初步分析50-52
• 4.2 沉降计算的有限元模型建立52-59
• 4.2.1 有限元模型建立52-55
• 4.2.2 随机场与有限元的结合55-59
• 4.3 不考虑随机场理论的沉降模拟计算方法59-61
• 4.4 考虑随机场作用的有限元分析结果61-66
• 4.5 与实测值对比66-67
• 4.6 小结67-68
• 第5章 结论与展望68-70
• 5.1 主要结论68-69
• 5.2 展望69-70
• 参考文献70-74
• 致谢74-75
• 攻读硕士学位期间论文发表及科研情况75

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 杨光华;王俊辉;;地基非线性沉降计算原状土切线模量法的推广和应用[J];岩土力学;2011年S1期

2 彭长学;杨光华;;软土e-p曲线确定的简化方法及在非线性沉降计算中的应用[J];岩土力学;2008年06期

3 杨光华;;地基沉降计算的新方法[J];岩石力学与工程学报;2008年04期

4 杨光华;王鹏华;乔有梁;;地基非线性沉降计算的原状土割线模量法[J];土木工程学报;2007年05期

5 闫澍旺;朱红霞;刘润;;关于随机场理论在土工可靠度计算中应用的研究[J];岩土工程学报;2006年12期

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9 汪建斌,陈忠平;一种考虑荷载高度的沉降预测新方法[J];中外公路;2003年05期

10 文海家,张永兴,柳源;多层超软土大变形固结的有限差分解[J];重庆大学学报(自然科学版);2003年06期

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1 杨光华;;软土地基非线性沉降计算的简化法[A];中国水利学会首届青年科技论坛论文集[C];2003年

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本文编号：304838