基于鄧肯-張模型的垃圾土強(qiáng)度特性及邊坡穩(wěn)定性研究.pdf

1、衛(wèi)生填埋法是目前我國處理城市垃圾的主要方法之一。隨著我國經(jīng)濟(jì)迅速增長和城市化水平進(jìn)程加快，垃圾填埋場的規(guī)模逐年擴(kuò)大，填埋場的庫容量不斷地增大，對(duì)垃圾填埋場的設(shè)計(jì)要求越來越高。由于對(duì)垃圾土的強(qiáng)度特性認(rèn)識(shí)不足，國內(nèi)外發(fā)生了不少垃圾填埋場邊坡失穩(wěn)現(xiàn)象，造成了極為嚴(yán)重的二次污染，給周邊環(huán)境和居民帶來了災(zāi)難性的后果。本文對(duì)城市垃圾土的強(qiáng)度特性進(jìn)行了試驗(yàn)研究，通過有限元軟件ABAQUS提供的用戶材料子程序UMAT接口進(jìn)行了Duncan-Chang本

2、構(gòu)模型的二次開發(fā)，并在垃圾土邊坡穩(wěn)定性分析中得到了應(yīng)用。
　　本文考慮到有機(jī)物降解對(duì)垃圾土強(qiáng)度特性的影響，根據(jù)南昌市垃圾土的組分進(jìn)行室內(nèi)配制土樣，然后放入自制降解反應(yīng)器中降解，降解一段時(shí)間后將垃圾土樣取出進(jìn)行了三軸壓縮試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明：隨著有機(jī)物的降解，垃圾土的粘聚力逐漸減少，而摩擦角變化不大；垃圾土的應(yīng)力—應(yīng)變關(guān)系曲線與Duncan-Chang雙曲線本構(gòu)模型較為相似，并隨著圍壓的增大，其切線模量不斷增大；該試驗(yàn)得到了Dunca

3、n-Chang本構(gòu)模型八個(gè)參數(shù)常量，為Duncan-Chang本構(gòu)模型應(yīng)用于垃圾土的三軸試驗(yàn)數(shù)值模擬和邊坡穩(wěn)定性分析提供了參考。
　　ABAQUS軟件功能強(qiáng)大，具有良好的開發(fā)性。本文利用該軟件提供的用戶材料子程序UMAT接口進(jìn)行了Duncan-Chang本構(gòu)模型的二次開發(fā)，并且給出了Duncan-Chang本構(gòu)模型二次開發(fā)的思路和方法，特別對(duì)固結(jié)壓力的確定，加卸載的判斷和初始應(yīng)力場等關(guān)鍵問題做了說明，為同類模型的二次開發(fā)提供了借鑒

4、。數(shù)值驗(yàn)證表明：在一定圍壓和變形范圍內(nèi)三軸試驗(yàn)數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)較為一致，該Duncan-Chang模型子程序可以應(yīng)用于垃圾土分析的工程實(shí)際。
　　本文應(yīng)用有限元軟件ABAQUS平臺(tái)二次開發(fā)的Duncan-Chang本構(gòu)模型的E-B模式對(duì)某均質(zhì)垃圾土邊坡進(jìn)行了分析。計(jì)算結(jié)果表明：前坡上部分發(fā)生了較小的側(cè)向位移，下部分發(fā)生了較大的側(cè)向位移，并且側(cè)向應(yīng)變最大達(dá)到了7.76％，而極限平衡法是建立在靜力平衡條件的基礎(chǔ)上，計(jì)算的安全