松软土地基不均匀沉降数值模拟研究

论文摘要

本文综述了松软土特性、松软土地基不均匀沉降以及沉降计算方法的国内外研究现状和进展,并根据广西一具体工程的松软土地基不均匀沉降进行了模型试验,并利用有限元软件ABAQUS进行了数值模拟。在松软土三维数值模拟分析时,采用Mohr-Coulomb本构模型能较好的模拟松软土沉降,而在松软土二维沉降分析时,线性Drucker-Prager本构模型能很好的分析其不均匀沉降问题。通过模型试验,获得了弹性模量E ,泊松比? ,粘聚力c及内摩擦角?等重要参数,这些参数为以后的数值模拟本构模型的选择以及不均匀沉降分析提供了重要的参数依据。通过对比分析模型试验以及工程实例中的载荷试验p- s曲线,发现通过模型试验控制土体参数,进行有限元数值模拟对于指导岩土工程实践是可行的。在模型的载荷试验中,随着承台直径的增大,P-S曲线由平缓变陡,说明在同一压力（面力）下,沉降随着承台板的变大而增大。对工程实例中土层不均匀性、桩径以及桩数对松软土地基不均匀沉降影响的数值模拟,发现随着土层高差的增大,沉降不均匀性增大,并有变缓的趋势。随着桩数的增加,沉降差也越来越大。并且当承台下桩数增加到3根时,群桩效应表现明显。而随着桩径的增大,沉降差异由大变小,且当桩半径达300mm时,其趋势变缓。分析表明,控制松软土参数在设计当中十分关键。通过模型试验和有限元分析的方法来研究松软土地基不均匀沉降问题对指导工程实践非常重要。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 软土概述
• 1.2.1 软土工程特性及其物理力学特性
• 1.2.2 软土的分类及主要工程性质
• 1.2.3 软土地基处理
• 1.3 软土地基不均匀沉降研究现状
• 1.4 本文主要研究内容及方法
• 1.5 技术路线
• 第二章 沉降计算理论
• 2.1 概述
• 2.2 沉降计算研究现状
• 2.3 地基沉降计算
• 2.3.1 地基沉降组成部分
• 2.3.2 沉降计算方法
• 2.4 小结
• 第三章 模型试验设计及土工试验
• 3.1 概述
• 3.2 模型试验设计分析
• 3.2.1 设计依据及目的
• 3.2.2 模型试验设计
• 3.3 土工试验及数据处理
• 3.3.1 土的颗粒筛分实验
• 3.3.2 含水率实验
• 3.3.3 密度实验
• 3.3.4 轻型圆锥动力触探实验
• 3.3.5 直剪试验
• 3.3.6 平板载荷试验
• 3.3.7 松软土的物理力学参数选取
• 3.4 小结
• 第四章 有限元（ABAQUS）数值模拟分析
• 4.1 概述
• 4.2 ABAQUS 介绍及其在本课题中的应用分析
• 4.2.1 ABAQUS 简介
• 4.2.2 有限元基本方程
• 4.2.3 ABAQUS 中的本构模型
• 4.3 模型试验与数值模拟对比分析
• 4.3.1 不同承台直径大小情况下数值模拟
• 4.3.2 不同坑底深度情况下数值模拟
• 4.3.3 承台大小与坑底深度对沉降影响分析
• 4.4 工程实例不均匀沉降数值模拟探究
• 4.4.1 土层差异对不均匀沉降的影响
• 4.4.2 不同桩径对不均匀沉降的影响
• 4.4.3 不同桩数对不均匀沉降的影响
• 4.5 小结
• 第五章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 研究生期间的成果