土工极限平衡问题的非线性有限元数值分析   总被引：6，自引：1，他引：6  

赵少飞  栾茂田  吕爱钟 《岩土力学》2004,25(Z2):121-125

考虑非关联流动法则,采用几类低阶单元对条形基础下地基的极限承载力进行了二维有限元数值分析.计算表明,基于四节点四边形等参单元的有限元分析结果能够较好地吻合Prandtl理论解,且能保证数值计算的稳定性.同时,基于Mohr-Coulomb破坏准则和强度折减方法,对于边坡稳定性进行了有限元计算,建议采用无量纲位移Eδmax/γH2随强度折减系数变化的关系曲线上位移陡然增大时所对应的强度折减系数作为边坡的稳定安全系数,克服了当前强度折减有限元数值计算中关于收敛标准确定的人为不确定性,即使采用四节点四边形单元也能够保证数值解的良好收敛性.  相似文献   

饱和黏土的循环剪切变形特性     

齐剑峰栾茂田  冯秀丽马太雷 聂影 《中国海洋大学学报(自然科学版)》2007,37(2):340-340

利用土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪，针对饱和黏土，在不固结不排水（uu）条件下进行了应力控制式循环扭剪和竖向-扭转耦合试验，通过对试验结果的对比分析探讨了初始预剪应力和应力反向对应力-应变关系特性的影响。并阐述了不同循环应力模式下孔隙水压力发展特性。试验结果表明初始预剪应力对循环应力-应变关系的模式有明显的影响，当初始预剪应力较大且没有应力反向发生时，变形以累积效应为主，当初始剪应力为0时，变形以循环效应为主；不固结不排水条件下的循环孔隙水压力总是在围压附近波动，孔压的波动范围似乎随循环应力的增大而增大，但不具有孔压累积升高的特点。综合考虑剪切变形和正向偏差变形的共同效应，同时为了能够反映平均残余变形和循环变形的影响，建议了一个综合应变破坏标准的算式。进而通过利用试验数据与目前常用的应变标准比较，表明这种破坏标准具有普遍适用性和较好的稳定性，适用于判定各种应力条件下黏土试样破坏及其强度。  相似文献   

考虑土骨架加速度效应的海床动力反应及其影响因素分析   总被引：2，自引：0，他引：2  

栾茂田  王栋 《海洋学报》2002,24(6):112-119

由Biot二维广义动力固结理论的形式基本控制方程出发,忽略孔隙流体的加速度,提出了饱和海床动力反应的时域有限元数值解法.联立静力平衡条件和Biot固结方程的退化法所得到的数值解可视为其特例.在比较算例中,退化法得到的超静孔压和有效应力幅值沿海床深度的分布与解析解一致.一般情况下,土骨架的加速度对海床的有效应力和超静孔压影响很小,控制方程可以退化为Biot理论.成层海床上部的粗砂层不会使超静孔压幅值在海床表面下较浅的深度内迅速衰减,难以改变海床的瞬时循环液化深度.  相似文献   

复杂应力条件下原状饱和海洋黏土残余变形特性试验研究     

刘功勋  栾茂田  唐小微  邵琪  张俊峰 《岩土力学》2011,32(7):1931-1938

针对取自黄河三角洲地区的原状饱和海洋软黏土,进行了一系列非均等固结条件下的应力控制式双向耦合循环剪切试验,着重探讨了初始大主应力方向角?0、循环剪切荷载分量比R以及循环应力水平（用循环应力比Rc来表示）对饱和海洋黏土残余变形特性的影响。试验结果表明,?0对循环剪切过程中产生的残余轴向应变?r、破坏时的?r以及残余轴向应变比?r /?rmax与循环次数比N/Nf之间的关系具有显著影响。随着R值减小,循环剪切过程中产生的?r逐渐减小,且破坏时的?r亦逐渐减小。对应相同N/Nf,随着R值减小,?r /?rmax值先增大后减小。试验数据经归一化处理后,不同R值对应的εr /εrmax-N/Nf关系曲线集中于一个狭窄的条带内,可用统一的表达式来表示。?0 =0°与90°时,不同R值对应的残余剪应变?r –循环次数N关系曲线差异性并不十分明显,而?0 =30°与60°时,R对?r -N关系影响显著。低应力与高应力水平循环荷载作用下?r与?r随N的增加变化规律差异性明显,分别建议了相应的?r /?rmax-N/Nf关系表达式。  相似文献   

非共轴本构模型在地基承载力数值计算中若干影响因素的探讨   总被引：1，自引：0，他引：1  

罗强  王忠涛  栾茂田  杨蕴明  陈培震 《岩土力学》2011,32(Z1):732-0737

土体在剪切变形过程中产生主应力方向的旋转时,主应变增量方向与主应力方向之间存在着非共轴现象,然而传统的弹塑性本构模型未能考虑该现象的影响。通过在屈服面的切线方向增加一项非共轴塑性应变增量,即可实现对非共轴现象的反映。采用显式积分算法和自动分步方法,将非共轴本构模型运用到桶形基础地基承载力问题的有限元计算中,并讨论了流动法则、内摩擦角、膨胀角等因素与非共轴模型的联系。计算结果表明：采用有限元程序默认容许误差时,该本构模型可达到理想的收敛精度,并且,该模型对关联、非关联流动法则均适用。采用共轴模型进行数值计算时,不同流动法则对计算结果的影响可以忽略;采用非共轴模型时,不同流动法则的计算结果之间存在差异。非共轴现象对地基承载力-位移曲线具有软化作用,并且,该软化作用在采用非关联流动法则时变得更加明显  相似文献   

力矩与水平荷载联合作用下裙板式基础破坏包络面研究     

范庆来  邓建俊  周爱军  栾茂田 《岩土力学》2011,32(12):3577-3583

联合采用swipe加载模式、固定位移比与固定荷载比加载模式,对于裙板式浅基础在水平荷载与力矩荷载的复合加载条件下的承载性能进行比较系统的平面应变有限元分析,主要探讨了裙板式基础埋深、地基土不排水强度的非均质性对于基础破坏包络面的影响,揭示了地基在水平和力矩荷载的不同组合条件下的失稳破坏机制。同时,对于两种swipe加载模式的有效性进行了比较。计算结果表明：对于非均质土,当裙板式基础埋深与宽度之比大于0.3时,破坏包络面产生正方向倾斜;当埋深与宽度之比小于0.3时,基础的破坏包络面出现负方向倾斜。而在均质土中,基础的破坏包络面没有出现负方向倾斜。  相似文献   

库水位下降过程中土坡稳定强度折减有限元分析   总被引：4，自引：1，他引：3  

年廷凯  万少石  蒋景彩  栾茂田 《岩土力学》2010,31(7):2264-2269

采用强度折减有限元法,考虑边坡土体的非饱和-非稳定渗流过程,从坡体内浸润线位置、土体的渗透系数、水位下降速率、下降比及基质吸力等5个方面研究了水位下降过程中岸坡的整体稳定性。结果表明,水位下降速率对高渗透性土坡内孔压的影响显著,对低渗透性土坡内孔压影响较小,对边坡安全系数的影响程度可达15%。  相似文献   

基于微结构参数主成分的黄土湿陷性评价   总被引：2，自引：0，他引：2  

高凌霞  栾茂田  杨庆 《岩土力学》2012,33(7):1921-1926

黄土的湿陷性与其微观结构特征密切相关,它的微结构又受其应力状态和所处的含水状态影响。通过改变含水率与固结压力,对西安原状黄土进行了湿陷性试验,由此分析了不同含水率与固结压力条件下湿陷性的差异与联系,同时通过电镜扫描（SEM）获取了湿陷前、后黄土试样的微结构照片,进而获取了相应条件下的SEM照片的简单微结构参数。分析了湿陷前、后微结构参数的变化,探讨了简单微结构参数间相关关系,基于主成分分析法构建了合成微结构参数。研究表明：随着固结压力的增大,颗粒体所占比重越来越大,第1主成分近似线性增大,黄土湿陷系数与其累积主成分呈线性关系。根据这一重要认识,建立了主成分得分的湿陷系数计算方法,进而建立了黄土湿陷性评价方法。该研究对定量研究黄土湿陷性的微结构效应做了有益的探索。  相似文献   

基于强度折减弹塑性有限元法的抗滑桩加固边坡稳定性分析     

年廷凯  栾茂田  杨庆  蒋景彩 《岩土力学》2007,28(Z1):558-562

以大型通用有限元分析软件ABAQUS作为平台,以迭代不收敛联合坡面特征点位移陡增作为抗滑桩加固边坡失稳判据,通过二次开发建立了能够自动搜索安全系数的抗滑桩加固边坡稳定性强度折减弹塑性有限元分析模型,结合典型算例的对比分析验证了这一判据的有效性。在此基础上,针对一实例边坡进行了稳定性数值分析。研究表明,对于抗滑桩加固边坡,以强度折减有限元法所确定的潜在滑动面,一般地比极限平衡法、极限分析上限方法要浅。  相似文献   

考虑流变与固结效应的桩筏基础-地基共同作用分析   总被引：2，自引：0，他引：2  

栾茂田  崔春义  杨庆 《岩土力学》2008,29(2):289-295

土的流变性与地基固结的综合作用,导致了上部结构与地基变形的时效性,并呈现出明显的非线性,对桩筏基础与地基共同作用的工作机理及其工作性能产生重要影响。为此,采用弹黏塑性流变模型考虑土的流变特性,通过有限元方法数值求解Biot耦合固结方程,对桩筏基础与地基共同作用的时间效应问题进行了非线性数值分析。通过算例计算,对加载后桩筏基础荷载分配和沉降特性及下覆土层中孔隙水压力的扩散和消散规律进行了探讨。研究表明,地基孔隙水压力的增长和消散不仅具有Mandel-Cryer效应,而且依赖于土的流变变形,尤其在排水条件较差时更为明显。因此,在分析桩筏基础内力变形的时效性时必须考虑土的流变性与地基的固结作用的联合效应。  相似文献