濱海軟土流變模型及其在結(jié)構(gòu)物穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、流變性是軟土的重要工程特性之一。大量研究和工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)表明，軟土的變形不是瞬間產(chǎn)生，而是在較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)緩慢完成。軟土的這種應(yīng)力應(yīng)變隨時(shí)間的發(fā)展而不斷變化的流變特性，對(duì)建筑物的穩(wěn)定性及長(zhǎng)期安全使用有十分重要的影響，因此成為工程領(lǐng)域研究的焦點(diǎn)課題。隨著沿海地區(qū)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，很多基建項(xiàng)目興建在海積軟土上，這類(lèi)軟土流變性顯著，為避免因結(jié)構(gòu)物與軟土地基失穩(wěn)造成巨大損失，亟需加強(qiáng)對(duì)海積軟土流變特性的研究。有鑒于此，本文圍繞濱海軟土流變特性這一重要課

2、題展開(kāi)研究，具體內(nèi)容和結(jié)論如下：
　　 1.將具有高度流變性的天津港海積軟土作為研究對(duì)象，運(yùn)用改進(jìn)的三軸流變儀對(duì)其進(jìn)行室內(nèi)蠕變特性試驗(yàn)，得出不同應(yīng)力條件下土體隨時(shí)間的蠕變變形發(fā)生發(fā)展過(guò)程，并分析了濱海軟粘土的蠕變特性。
　　 2.在室內(nèi)蠕變?cè)囼?yàn)的基礎(chǔ)上，基于半經(jīng)驗(yàn)的修正理論，建立了濱海軟粘土非線(xiàn)性蠕變本構(gòu)模型。模型以流變?cè)橹?，運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)其進(jìn)行修正，補(bǔ)充了流變?cè)Ｐ筒荒軌蚍从车募铀偃渥冸A段，更加清楚合理的描述濱海

3、軟粘土的非線(xiàn)性蠕變過(guò)程。模型通過(guò)試驗(yàn)結(jié)果曲線(xiàn)推導(dǎo)得出，物理意義明確，簡(jiǎn)單直觀。運(yùn)用數(shù)值擬合方法根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)確定了濱海軟粘土本構(gòu)模型的11個(gè)參數(shù)，并將蠕變模型解析解與試驗(yàn)實(shí)測(cè)值進(jìn)行了對(duì)比，誤差較小。
　　 3.利用蠕變本構(gòu)模型結(jié)合土體一維太沙基固結(jié)理論，推導(dǎo)得出濱海軟粘土地基的非線(xiàn)性蠕變固結(jié)沉降計(jì)算模型，并通過(guò)工程實(shí)例驗(yàn)證了此模型的合理性。運(yùn)用沉降模型對(duì)天津?yàn)I海新區(qū)軟土地基長(zhǎng)期蠕變沉降做出預(yù)測(cè)。同時(shí)結(jié)合大變形固結(jié)理論推導(dǎo)出適用于飽

4、和軟粘土的一維大變形非線(xiàn)性蠕變固結(jié)沉降模型，與小變形太沙基蠕變固結(jié)沉降模型相比較，大變形控制下的蠕變沉降更加顯著，特別是隨著時(shí)間的增長(zhǎng)，沉降越來(lái)越明顯。
　　 4.將濱海軟粘土蠕變本構(gòu)模型利用UMAT子程序進(jìn)行開(kāi)發(fā)，導(dǎo)入有限元軟件ABAQUS，建立了非線(xiàn)性蠕變本構(gòu)模型的有限元平臺(tái)。在此平臺(tái)上對(duì)三軸蠕變?cè)囼?yàn)進(jìn)行了有限元數(shù)值模擬，模擬結(jié)果與蠕變?cè)囼?yàn)曲線(xiàn)基本相符合，證明了濱海軟粘土蠕變本構(gòu)模型有限元開(kāi)發(fā)程序的可靠性高、計(jì)算性能好，可以