寧波軟土工程特性及其本構模型應用研究.pdf

1、改革開放以來，隨著經(jīng)濟社會的迅猛發(fā)展，軟土地區(qū)城市基礎設施、民用建筑等各類工程建設不斷涌現(xiàn)，與地基沉降、穩(wěn)定相關的大量巖土工程問題往往成為制約工程建設的技術難題，對區(qū)域性軟土開展研究，了解掌握其工程特性對工程建設和經(jīng)濟社會發(fā)展具有重要的理論意義和工程實際價值。 作為我國首批對外開放的東南沿海重要港口城市和長江三角洲南翼經(jīng)濟中心，寧波區(qū)域的發(fā)展?jié)摿薮蟆幉ㄜ浲恋默F(xiàn)有研究尚難以滿足經(jīng)濟社會快速發(fā)展的需求，為此，本文在前人工作基礎

2、上，通過調查研究、現(xiàn)場測試、室內土工試驗和數(shù)值分析，對寧波軟土的工程特性和本構模型方面開展研究，主要工作有以下幾個方面。 一、寧波軟土工程特性調查分析。基于收集到的寧波城區(qū)地質資料和百余項工程地質勘察報告，歸納整理該區(qū)的工程地質概況，總結寧波軟土工程特性；采用概率統(tǒng)計方法分析寧波軟土各土性參數(shù)的空間變異規(guī)律，建立各物理力學指標經(jīng)驗關系；根據(jù)土的物理力學指標對比，從地質成因、顆粒級配、礦物成分以及微觀結構等四個方面分析寧波軟土與其

3、它地區(qū)軟土差異的原因。 二、土工試驗參數(shù)確定方法改進研究?；赾asagrande方法，采用三次多項式和最小二乘法回歸擬合壓縮曲線，通過數(shù)學方法確定先期固結壓力，并編寫程序實現(xiàn)求解過程；依據(jù)時間平方根法求解固結系數(shù)原理，采用最小二乘法擬合并從圖形學角度分析其計算精度，在已有的商用土工試驗數(shù)據(jù)處理軟件平臺上開發(fā)一個可視化界面程序。 三、寧波軟土工程特性試驗研究。通過室內24組固結壓縮試驗和70組三軸剪切試驗，系統(tǒng)研究寧波軟

4、土的應力歷史、結構性、蠕變特性以及應力應變影響因素，同時通過相關試驗成果的對比分析提出寧波軟土工程特性的特點。 四、寧波軟土本構模型選取比較研究。由室內試驗提供Mohr-Coulomb、Drucker-Prager以及修正劍橋三種模型的計算參數(shù)，采用有限元軟件ABAQUS進行數(shù)值計算，對比分析數(shù)值計算結果與試驗測試數(shù)據(jù)，確定修正劍橋模型更適合寧波軟土，并分析該模型中計算參數(shù)的敏感度。 五、寧波軟土本構模型研究。引入結構損

5、傷變量，在沈珠江提出的巖土損傷力學理論和修正劍橋模型基礎上建立擴展的彈塑性損傷模型及其參數(shù)確定方法；結合蠕變試驗，引入滯后塑性變形概念，將非彈性應變分為瞬時塑性應變和滯后塑性應變，建立擴展的寧波軟土彈粘塑性本構模型及其參數(shù)確定方法，其瞬時塑性應變分量采用修正劍橋模型求取，滯后塑性應變分量包括體積蠕變和剪切蠕變兩部分，分別采用Taylor次固結體積蠕變模型和Mersi剪切蠕變模型；介紹寧波軟土彈塑性損傷模型、彈粘塑性模型在ABAQus有限