考虑模量变化和三维应力影响的地基沉降分层总和分析方法

发布时间：2018-02-01 13:24

  本文关键词： 地基沉降 三维应力 变形模量变化 体积应力 分层总和 分级加载　出处：《湖南大学》2016年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：地基沉降分析是地基处理与基础设计的重要依据,是土力学的重要研究内容之一。但是,现有研究都表明目前已有沉降分析方法均与工程实际存在较大差距。究其原因在于进行地基沉降分析方法研究时考虑在三维初始地应力以及三维附加应力作用下的地基土变形力学参数变化对地基沉降分析影响的合理性存在缺陷与不足,因此,本文针对三维应力及其作用下引起地基土变形模量变化影响地基沉降分析的问题,基于多孔介质本构方程和等效介质理论的研究思路提出了新的地基沉降分析方法。首先,考虑地基土体的孔隙性质,视地基土为由孔隙与土颗粒骨架组成的两相介质。并将地基土单元抽象为空心球壳单元,利用功的等效原理,采用Walsh公式及在体积应力作用下的球壳位移计算公式,导出了地基土变形模量、土颗粒骨架变形模量与地基土孔隙率之间的关系模型。随后,基于等效介质理论,从细观力学机理入手,引入本征应变的概念并利用Eshelby等效夹杂原理,研究土体细观结构与宏观性能之间的关系,相应的建立出了地基土土体变形模量、土颗粒骨架变形模量与地基土孔隙率之间的关系模型。然后,在前述两种研究的基础上,考虑三维应力影响以及地基土变形模量变化的非线性特征,引进分层总和与分级加载的思想,建立出了在增量体积应力作用前后的地基土变形模量变化的递推关系模型,随之提出了新的天然地基最终沉降分析方法。同时,在此基础上针对复合中地基应力应变关的系复杂性,充分考虑复合地基中桩土之间的相互作用,采用竖向与横向叠加的复合地基变形模式,并结合广义胡克定律对复合地基中桩土竖向及水平向应力应变关系进行分析,建立了能反映桩土之间相互作用以及三维应力和变形模量变化影响的复合地基沉降计算方法。本文方法不仅能反映三维应力及变形模量变化对地基沉降分析的影响,还能有效避免地基沉降分析须采用地基土压缩试验曲线或地基静载试验曲线。最后,通过两个天然地基的工程实例以及一个复合地基的工程实例分析与计算,并与工程实测值以及现有的同类地基沉降分析方法进行比较分析,表明了本文模型与方法的合理性与优越性。
[Abstract]:In this paper , based on the theory of equivalent medium , the relationship between soil deformation modulus and deformation modulus of foundation soil under three - dimensional stress and deformation modulus of foundation soil is studied .

【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU433

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本文编号：1481961