论文题目: 基坑工程中土流变特性试验与数值模拟研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 岩土工程
作者: 傅艳华
导师: 宰金珉,王旭东
关键词: 基坑,变形,蠕变,三轴试验,应力路径,有限元
文献来源: 南京工业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文以深基坑工程为背景,围绕软土地区基坑开挖的时间效应,对基坑工程中土体的流变特性进行了试验研究,并利用有限元对实例工程进行模拟分析。 针对软土的流变特性,利用先进的GDS应力路径三轴仪进行了多级不排水减压三轴压缩蠕变和常规三轴压缩蠕变试验,以了解基坑主动区土体侧向减压典型应力路径下的蠕变特性。试验结果表明:1)两种试验均在每级偏应力下的初始短时间内,应变快速发展,在经过大约24h后,应变值基本稳定;2)随着偏应力的增大,应变随之增大,而变形稳定所需的时间也增长;3)在相同偏应力条件下,不排水常规三轴压缩蠕变的应变值要小于减压三轴压缩蠕变的应变值;4)与常规压缩蠕变试验不一致,侧向减压蠕变试验的应变率经历了逐渐上升到峰值然后下降,并最终趋于稳定的过程;5)偏应力越大或时间越长,土体的非线性蠕变越明显;6)在整个侧向减压蠕变试验中均产生负孔压,而在常规压缩蠕变试验中产生的均为正孔压。 针对基坑工程中的时间效应问题,利用PLAXIS有限元软件建立了以软土流变粘弹塑性模型(SSC模型)为基础的考虑土体流变性的基坑工程分步开挖有限元分析模型。讨论模型参数对土体变形及支护桩变形与内力的影响和基坑变形规律的研究;以此为基础,再根据南京某基坑工程现场变形监测结果,由反分析获取SSC模型参数,并对模型参数进行验证。结果表明,基坑坑侧土体沉降、桩顶水平位移与桩身弯距随着SSC模型中的修正压缩系数λ~*与修正回弹系数κ~*的增大而增大,而随着修正蠕变系数μ~*的增大而减小;相对而言,λ~*的取值对桩身弯矩的影响较大,而κ~*的取值对土体变形的影响较大。计算结果与实测数据间良好的一致性表明:反分析得到的模型参数使得计算结果更趋合理;软土粘弹塑性模型(SSC模型)能较好地反映软土中基坑变形随时间变化的流变特性,为信息化施工的实施提供了有效途径。 基坑开挖工程现场实测和数值模拟结果均表明,因软土的流变特性,基坑变形具有明显的时间效应,工程实践中应加强监测工作,并在设计和施工等方面予以高度重视。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1．1 前言
1．2 国内外研究进展
1．3 本文主要工作
第二章 不排水蠕变试验
2．1 试验方案
2．1．1 试验类型
2．1．2 试验仪器
2．1．3 室内土工试验及试样准备
2．1．4 试验步骤
2．1．5 试验排水条件
2．1．6 非等向固结后的分级蠕变
2．2 不排水蠕变试验
2．2．1 减压三轴压缩蠕变试验
2．2．2 常规三轴压缩蠕变试验
2．2．3 不排水蠕变试验应力路径
2．3 本章小结
第三章 有限元分析
3．1 引言
3．2 土的本构模型及参数定义
3．2．1 Plaxis程序的主要功能
3．2．2 土的本构模型
3．2．3 模型参数
3．3 模型参数的试验研究
3．4 模型参数影响的有限元分析
3．4．1 有限元计算模型
3．4．2 参数λ~*对土体与支护结构的影响分析
3．4．3 参数κ~*对土体与支护结构的影响分析
3．4．4 参数μ~*对土体与支护结构的影响分析
3．5 开挖方式对坑侧土体变形的影响分析
3．6 本章小结
第四章 工程实例分析
4．1 工程概况及场地地质条件
4．1．1 工程概况
4．1．2 场地工程地质和水文地质条件
4．2 数值计算模型
4．3 计算参数的选取
4．3．1 支护桩与支撑刚度
4．3．2 土体计算参数的确定
4．4 计算结果与实测数据对比分析
4．5 本章小结
第五章 结论与展望
5．1 结论
5．2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢
发布时间: 2005-10-13
参考文献
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