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An automatically adaptive element free method is presented to analyze the seismic response of liquefiable soils.The method is based on the element free Galerkin method (EFGM) and the fission procedure that is part of h-refinement,indicated by error estimation. In the proposed method, a posteriori error estimate procedure that depends on the energy normof stress and the T-Belytschko (TB) stress recovery scheme is incorporated. The effective cyclic elasto-plastic constitutivemodel is used to describe the nonlinear behavior of the saturated soil. The governing equations are established by u-pformulation. The proposed method can effectively avoid the volumetric locking due to large deformation that usually occursin numerical computations using the finite element method (FEM). The efficiency of the proposed method is demonstratedby evaluating the seismic response of an embankment and comparing it to results obtained through FEM. It is shown that theproposed method provides an accurate seismic analysis of saturated soil that includes the effects of liquefaction 相似文献
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超固结黏土单调和耦合循环的剪切特性研究 总被引：1，自引：0，他引：1
针对超固结黏土空心试样,利用土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪,在均等固结条件下进行了单调扭剪和三轴-扭转耦合循环剪切试验。试验结果表明：不同超固结比黏土的单调扭剪强度也可由正常固结黏土的单调扭剪强度得到,得到了不同超固结比下饱和黏土的强度及模量的退化规律;随着超固结比的增大,相同破坏循环次数的动应力比和临界循环应力比均线性增大;超固结比对耦合循环剪切的孔隙水压力的发展模式影响显著。参考Yasuhara的测量方法,采用荷载停止后继续采集孔压的方法可以更好地反映黏土在耦合循环荷载下产生的真实孔压和孔压的增长情况。提出的综合应变式同时考虑了剪切变化和正向偏差变形的共同效应,适合作为主应力连续旋转的耦合循环剪切试验的破坏标准。 相似文献
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波浪荷载能引起海床土体的主应力轴连续旋转。不同于地震、交通等循环荷载,在周期性波浪荷载作用的土体应力路径方式下,软黏土的软化效用更为明显。本文分别对天然和扰动的海床土体在波浪荷载作用下的应力响应进行模拟,并分析应力路径的特点;为描述软化后的应力-应变关系,将软化效用和累积塑性应变的参数引入到能够反应土体动力非线性的Hardin-Drnevich模型中,建立修正模型,使之能够反应软黏土体软化与塑性应变累计特性;通过与模拟波浪荷载下土体应力特征的循环耦合试验结果进行对比分析,验证该修正模型的可靠性。 相似文献
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主震结束后,余震引起的再液化会对土工结构物带来进一步的严重灾害。以人工岛为研究对象,基于FE-FD耦合有限元方法,考虑有无余震、不同余震大小和主余震不同时间间隔因素,探讨对人工岛再液化灾害的影响规律。研究结果表明:主震结束后,随着超孔隙水压力的消散,人工岛砂土层液化区域逐渐减小,余震发生时液化区域又开始扩展,甚至可能大于主震结束时的液化区域面积,且其灾害程度比无余震发生时的要大得多;随着主、余震的时间间隔增加,间隔期的土层固结排水很大程度地提高人工岛的抗再液化能力,当超孔隙水压力消散完后,在相同余震等级情况下很难再次达到完全液化;随着余震峰值加速度的增加,人工岛的沉降量和水平侧移量都随之增加,再次液化时间点会向前提前数秒,主震结束后,随着土层的固结排水,人工岛的沉降会继续增加,甚至超过主震引起的沉降量,而水平侧移的产生主要发生在地震液化过程中,在后续的固结排水中几乎不变;余震发生前,如果人工岛的砂土土层仍处于液化状态,则液化层可能会起到隔震作用,减轻余震对岛体造成的灾害。 相似文献
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The bucket foundation is a new type of foundation for offshore application to intermediate-depth waters. It has advantages over conventional ones. However, there is no consensus in the analysis and design of this type of foundation. In this paper, the lateral bearing capacity and the failure mechanism of multi-bucket foundations are studied with different connection stiffness and bucket spacing by use of a three-dimensional finite element method. Based on the numerical analysis results, a limit analysis method of plasticity for evaluating the lateral bearing capacity of large-spacing multi-bucket foundation with rigid connection in soft ground is proposed. This method provides a simple procedure that gives results comparable to those from the finite element analyses. 相似文献
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在有限元数值计算平台上,建立了一套基于后验误差评估和Delaunay三角剖分的网格自适应方案,针对饱和砂土静力受压和地震液化的特性进行模拟。验证了超收敛单元片回归(SPR)误差评估中原用于四边形单元的双线性回归函数在用于三角形单元网格时的适用性和可靠性;在饱和砂土动、静力算例中,网格自适应计算获得的变形、应变、超孔压比等的变化规律与常规有限元结果趋势一致。随着网格的再生成,参考点的位移和全域的平均相对误差逼近精确值。对于初始网格,讨论了合理的自适应程度并应用于地震液化的自适应数值模拟中,也对Delaunay三角剖分实施了一些改进。最终证明该自适应方案在提高计算效率的同时,亦可以保证计算所需的精准度。 相似文献
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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α0、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,α0对循环剪切过程中产生的残余轴向应变εr、破坏时的εr以及残余轴向应变比渐减小。对应相同N/Nf,随着R值减小,εr/εrmax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。α0=0°与90°时,不同R值对应的残余剪应变γr–循环次数N关系曲线差异性并不十分明显,而α0=30°与60°时,R对γr-N关系影响显著。低应力与高应力水平循环荷载作用下εr与γr随N的增加变化规律差异性明显,分别建议了相应的εr/εrmax-N/Nf关系表达式。 相似文献
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遮帘式板桩码头作为一种新型的板桩结构型式,其抗震性能研究是设计建造过程中的重要环节。在FEM-FDM水土耦合计算的平台上引入循环弹塑性本构模型,借助FORTRAN编程软件形成饱和砂土动力液化分析的数值方法,可有效模拟饱和砂土在地震动力作用下的非线性及大变形特性,同时也可模拟砂土液化流动对遮帘桩和前墙的动土压力。研究表明:地震作用下可液化土层超孔隙水压力比增长并发生较大的水平流动变形,对前墙的水平破坏大于竖向破坏;前墙剪力最大值位于海床与前墙交界处;遮帘桩剪力最大值位移与前墙底平行的位置;后拉杆拉力逐渐变大,前拉杆拉力逐渐变小。通过对板桩码头地震液化灾害的分析,可为抗震和抗液化设计提供参考依据。 相似文献