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一维大变形主、次固结耦合新模型 总被引：2，自引：1，他引：1
针对传统一维大变形固结理论不能考虑土体次固结变形的缺点,在连续介质力学有限变形理论和土力学固结理论基础上,提出了全新的一维大变形主、次固结耦合模型。该模型采用超静孔压为控制变量,可以分别表述为欧拉坐标、拉格朗日坐标和固相体积坐标等三种形式,其中均可以显式地反映出土体重度变化、固相速度、地表沉降速度、地下水位变化、荷载变化和次固结等6个因素的影响。在不同简化条件下,新模型可以分别退化为以往学者提出的相关模型。当不考虑次固结效应时,新模型与经典的Gibson大变形固结模型完全等价。从便于工程应用的角度而言,新模型中仅考虑次固结和外荷载变化的退化形式更便于求解,可作为一种供参考的实用模型。 相似文献
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研究了基于完全拉格朗日（Total Lagrangian）描述的大变形有限元法分析地基沉降问题的几何刚度效应。在有限元列式的推导过程中严格考虑了土力学表述习惯的影响。通过算例分析，主要研究了几何刚度效应对荷载-沉降曲线的影响，并对比分析了不同率型大变形分析中的几何刚度效应问题。结果表明，几何刚度效应的存在减小了地基大变形有限元系统的刚度；忽略几何刚度效应将导致沉降计算结果偏小，在地基变形较大的情况下误差更明显，Truesdell率型大变形分析的最终沉降结果与小变形法的结果一致。几何刚度效应在地基大变形有限元分析中具有一定程度的影响，处理不当可能出现结构刚度增大的现象。大变形分析结果的性质偏于刚硬。 相似文献
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针对Biot固结有限元方程组的病态问题，采用正交试验和量纲分析法探讨病态性的变化规律及其影响因素。主要考虑单元平均尺寸、时间步长、压缩性和渗透性等4个因素的影响。分别提出2组相互独立的相似准则，在此基础上得到2个新的无量纲量，并将其用于分析Biot固结有限元方程组系数矩阵的条件数的变化规律。结合算例进行参数分析结果表明，对病态程度的敏感性由大到小依次为单元平均尺寸、时间步长、压缩性和渗透性；单元平均尺寸太小会使病态加剧；随着2个无量纲量的增大，病态程度呈现单调增加的趋势。其结果为深化对Biot固结数值分析病态问题的认识提供有益参考。 相似文献
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基于不同客观本构关系的路基大变形固结分析 总被引：1，自引：0，他引：1
针对路基大变形固结分析中常用的Jaumann率型本构关系不能考虑邻域变形之影响的缺点,将Truesdell率型本构关系引入到大变形固结理论.采用虚功原理和Galerkin加权残值法,推导了基于不同客观本构关系的大变形固结有限元方程.编制相应的平面应变有限元程序对路基大变形固结性状进行分析,主要讨论了Truesdell率型、Jaumann率型、简化Jaumann率型等3种大变形本构关系对路基固结性状的影响.算例分析结果表明：基于常用的Jaumann率型本构关系的大变形固结分析得到的路基沉降量、侧向位移和孔压等均偏大于基于Truesdell率型本构关系时的相应结果.小变形本构矩阵不能反映客观性要求,将导致计算结果产生较大偏差.对常见问题而言,Jaumann率型和Truesdell率型本构关系对计算结果的影响并不很大,传统分析方法在变形较小时仍具有较高精度. 相似文献
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为了分析一般意义的非线性固结过程中超静孔压的发展规律,基于欧拉描述的基本方程和构形转换关系,提出了非线性固结过程中超静孔压与孔隙比之间的严格函数表达式。在Morris提出的线性有限应变一维固结解析解答基础上,得到双面排水情况下正常固结和自重固结土体的超静孔压解析解。分析和讨论了超静孔压的非对称分布特征及其影响因素。结果表明,无量纲参数N在超静孔压分布形态上起决定作用。在N不接近于0的情况下,按经典Terzaghi固结理论的超静孔压对称性分布假设将不再适用于非线性固结问题。 相似文献
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大变形黏土防渗层中的污染物迁移和转化规律研究 总被引：1，自引：0，他引：1
国内湖泊疏浚污染底泥堆场一般以较厚的黏土层作为主要防渗层,由于在上覆底泥作用下黏土层会发生较大的固结变形,因此,在研究黏土防渗层中的污染物运移和转化规律时,应该考虑土体变形的影响。基于Gibson一维大变形固结理论和饱和多孔介质中的污染物对流扩散方程,建立了二者耦合的可变形多孔介质中污染物的运移和转化模型,其中首次考虑了土体自重和生物降解作用的影响。利用所建立模型的数值解,研究了在可变形黏土防渗层中的污染物运移和转化规律,同时分析了模型中不同项和主要参数的作用和影响。研究结果表明,土体大变形对黏土防渗层中污染物的运移有着较复杂的影响,一方面土体变形会加速污染物的运移;另一方面土体固结带来的渗透性减小会增加污染物的穿透时间,二者的不同作用取决于众多的影响因素,如土层厚度和吸附作用等。研究结果对于评估天然黏土防渗层对污染物的阻隔作用有重要的指导意义。 相似文献
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基于丁洲祥等提出的大变形主、次固结耦合模型,研究了在小变形情况下退化的主、次固结耦合模型。首先对该模型进行了无量纲化处理,引入了新的主、次固结耦合系数 。当 0时,模型即退化为经典的Terzaghi固结模型。采用有限差分法分析了新模型中超静孔压的变化规律发现,当主、次固结耦合系数 时,固结初期的超静孔压出现类似Mandel效应的增大现象,并且 值越大,这种现象愈加明显;Terzaghi主固结理论预测的超静孔压值一般会偏小于考虑主、次固结耦合情况下的结果。上述现象区别于Mandel效应的本质原因在于主、次固结耦合效应,这与殷建华等的EVP模型较早论述的黏性效应本质是一致的,但本文模型的表述相对而言更为简洁。最后结合Mesri和Godlewski的 概念,提出了 的确定方法及模型的改进形式,其结果为主、次固结耦合理论的深入研究和工程应用提供了新的参考。 相似文献
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针对经典固结理论中固结系数的两种不同定义，探讨了其根源和潜在影响。对体元体积变化率的计算方法不同是导致产生两种小变形固结系数的主要原因。根据有限变形理论分析，Terzaghi(1943)和Terzaghi &; Fröhlich (1936)提出的小变形固结系数分别具有拉格朗日坐标和欧拉坐标的背景，均不同于Terzaghi(1923)最早得到的形式。在Gibson大变形理论研究中涉及的小变形固结系数是按Terzaghi &; Fröhlich定义的，在此前提下所得的大、小变形法结果差异的定量结果可能具有一定局限性。从应用角度看，两种固结系数之间的差别与荷载大小和土体的结构性等因素有关。 相似文献
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地基沉降大变形计算方法的关键问题研究 总被引：1，自引：0，他引：1
针对大、小变形法地基沉降量结果的差异问题，从大变形应力和应变度量、本构关系以及本构参数等概念的角度进行探讨。在连续介质力学有关原理基础上，先后研究了基于Green应变、Almansi应变和自然应变的地基大变形沉降量计算式。基于欧拉应力——Almansi应变对、欧拉应力——自然应变对的大变形法压缩本构关系整理方法，以及大、小变形法切线体积压缩系数之间的转换方法等。理论分析和算例分析结果表明，遵循该转换关系的条件下，同一问题所得的大、小变形法最终沉降量结果是相同的，忽略该转换关系将导致大变形法沉降量计算结果偏大或偏小于小变形法的结果，这也为合理确定大变形法本构参数提供新的参考。 相似文献