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《塑料板排水堆載預壓法加固軟基變形性狀與沉降預測方法研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、碩士學位論文第一章緒論同，軟土地基沉降計算方法大致可分為三類：第一類是基于彈性理論結合太沙基固結理論的解析方法或稱理論公式法。第二類是基于Biot固結理論結合多種本構模型的數值分析法，該方法是基于Biot固結理論，應用結合土的本構模型實現(xiàn)對軟基的沉降預測，可以進行工前及工后路基沉降預測。三類是基于實測數據的處理分析的沉降預測法，它們是建立在實測數據的基礎上對軟基的工后沉降進行預測。(1)沉降計算的理論公式法①分層總和法軟土地基沉降計算傳統(tǒng)采用壓縮曲線法b1，將壓縮試驗中應力與應變的關系轉換為應力與孔隙比的關系，得He—P或e-lgpl擅線，再根據壓縮曲線進行沉降計算
2、。該類方法迄今為止已發(fā)展了多種。工程上常用的分層總和法是該類方法的代表，它是將地基分為若干層，利用壓縮曲線求每一層的壓縮量，然后將各分層壓縮量求和得到地基的總沉降H兒51。按e．pfl／l線計算沉降公式為：s，：亨鳥H，(1—2)。智l+eoj’式中Aeot、Ae一及胡，貧別為第f土層初始孔隙比，孔隙比改變及分土層厚度。@Skempton和13jerrum法Skempton和Bjerrum(1957)嘲認為大多數沉降都有三維特性，通過試驗模擬三維應力影響，提出了用不排水三軸應力條件下所得構三維孔隙壓力計算最終主固結沉降量s：的計算公式。取一個修正系數c。，再乘上單向
3、固結變形≮，就得到考慮側向變形的固結沉降。它考慮了三維應力條件下固結所產生的側向變形，但是在將體積變化與豎向沉降聯(lián)系起來時，仍按一維壓縮條件下測出的壓縮系數。在某種意義上講，其邏輯是欠嚴密的。③應力路徑法為了更好地考慮側向變形對垂直沉降的影響。Lambe和Marr(1967)"1提出了一個更為方便的方法一應力路徑法。應力路徑法的基本概念是用應力軌跡表示現(xiàn)場在施工前、施工期問及其完工后地基內部的應力變化情況。這種方法中，估計和模擬所選單元的應力路徑要與施工現(xiàn)場實際情況盡可能地接近。用模擬現(xiàn)場實際應力路徑的室內固結試驗的方法獲得固結過程相應的體積應變，再對預估沉降量作最
4、后分析。應力路徑法特別要求高標準的取樣和試驗，這就使它的實際應用受到了很大的限制陋1。(2)數值分析法數值計算方法是近代土力學研究的產物。20世紀70年代以來，隨著計算機和4碩士學位論文第一章緒論數值方法的飛速發(fā)展和對土體本構關系認識的不斷深入，人們可以將復雜的地基沉降問題編制成計算機程序，通過計算機的運算，得到較準確的計算結果。先后有多種形式的數值方法被提出。地基沉降計算的數值方法有5種形式：差分法、有限元法、邊界元法、變分法、加權余量法。目前常用的主要有差分法、有限元法和邊界元法。①差分法差分法解土工問題就是將研究區(qū)域用差分網格離散，對每一個節(jié)點通過差商代替導數
5、把問題的微分方程轉換為差分方程，然后結合初始條件和邊界條件求解線性方程組得到沉降的數值解p1。Terzaghi固結理論研究的是土體一維固結，其基本固結方程只有在限定的初始條件和邊界條件下才成立。而地基土層的實際固結情形要遠較之復雜，其實際的邊界條件和初始條件因具體工程條件而異，此種情形下其固結方程的解析解很難直接獲得，采用差分法進行數值求解成為一種可行的選擇n們。早在20世紀40年代后期，有限差分法開始成功解決了土工中的滲流及固結某些實際問題。關于差分法在軟粘土固結應用的研究，國#l-Barden，Berry(1965)采用e．109cr7關系以及滲透系數kv與孔壓
6、U的關系，采用有限差分法得到了非線性一維固結曲線。Mesri(1974)采用e．1090r’和e．109kv關系，同樣用有限差分法得到了固結曲線?1。國內，也有不少這方面的研究，文獻n23就針對三維地基沉降分析提出了一種差分伽遼金藕合方法，并給出了一個二層三維層狀地基的算例。由于有限元解法的靈活性及邊界元法的應用，使得差分法在土工應用暫時趨于停滯。然而最近幾年，任意網格劃分的優(yōu)點，差分法又有了新進展。②有限元法n31用有限元法解土工問題就是將研究區(qū)域離散成有限數目的區(qū)域單元。對每個單元通過變分等方法把微分方程轉化成有限元方程，然后結合初始和邊界條件求解線性方程組得到
7、問題的數值解。與差分法相比，有限元法的優(yōu)勢在于它的應用范圍更廣闊在：它可以考慮非線性問題；可以用于處理非均質材料(在土工中即可以考慮地基土非均質問題)；可以考慮更為復雜的邊界條件。有限元法目前已廣泛應用于各個領域。有限元法可分為兩類：總應力有限元法和有效應力有限元法。總應力法僅考慮土單元承受的總應力，適于考慮無滲流固結情形。有效應力法將土骨架變形與孔隙水的滲流同步考慮，嚴格區(qū)分土體有效應力和孔隙水壓力，考慮問題更為貼近實際。有限元法發(fā)展迅速，在巖土工程中應用最為廣泛。1966年Clough和Woodward首先將總應力分析有限元法用于土壩的應力和變形分析，196
