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高填方饱和地基土强夯处理数值模拟研究

作　者: 郑红娟
导　师: 张智洪；周世良
学　校: 重庆交通大学
专　业: 港口海岸及近海工程
关键词: 强夯流固耦合弹塑性大变形混合物理论数值模拟饱和土
分类号: TU472.31
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
下　载: 204次
引　用: 5次
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内容摘要

强夯作为一种经济、有效的地基加固方法,正被越来越广泛的应用于社会基础设施建设,其应用范围也越来越多的涉及到高填方饱和地基土的加固。迄今为止,已经有很多高填方饱和地基土强夯成功的实践经验,但这方面的理论研究却一直滞后于工程实践,目前强夯的设计还主要依靠经验和强夯试验。为了进一步推动强夯理论及应用研究的发展,本文在综合分析国内外有关饱和地基土强夯加固研究资料的基础上,考虑了强夯作用下饱和土的流固耦合特性、材料非线性和几何非线性,利用基于混合物理论的多孔介质模型,推导出有限元动力平衡方程,并把强夯冲击瞬态荷载转换为三角形荷载,编制了弹塑性有限元动力分析程序,计算出强夯过程各时刻土体的位移、应力、孔压、流速等数据,运用Tecplot和Excel软件把数据处理成图片和动画,分析强夯动力荷载多次作用下地基土复杂的细观力学行为和宏观变形特征,进而探讨应用强夯数值模拟方法确定施工参数的可能性,如:根据孔隙水压力增量随夯击次数的变化情况确定强夯的最佳夯击次数;根据沿深度方向的竖向变形确定土体的有效加固深度;根据沿水平方向的竖向变形确定强夯的加固范围等,拟为强夯设计和加固效果评价提供有力的依据。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章绪论  7-14
  1.1 课题研究的目的、实用价值及理论意义  7-8
    1.1.1 课题的提出  7-8
    1.1.2 课题的研究目的、实用价值及理论意义  8
  1.2 文献综述  8-13
    1.2.1 强夯法的发展史  8-9
    1.2.2 强夯法在饱和地基土加固方面的应用现状  9-10
    1.2.3 强夯法加固饱和地基土的理论研究现状  10-12
    1.2.4 饱和地基土强夯加固理论研究与工程实践相结合  12-13
  1.3 研究内容及主要工作量  13-14
第二章饱和土加固机理及土的本构关系  14-35
  2.1 饱和土加固机理  14-18
  2.2 土的应力应变特性  18-23
  2.3 土的固相小变形本构模型  23-32
    2.3.1 塑性变形的三个假定  24-29
    2.3.2 弹塑性小变形本构方程  29-32
  2.4 固体骨架大变形本构张量  32-33
  2.5 固体骨架的大变形应变转换矩阵  33-35
第三章强夯法加固高填方饱和地基土的试验研究  35-46
  3.1 强夯法的试验研究  35-40
    3.1.1 现场试验  35-40
    3.1.2 室内试验  40
  3.2 强夯加固地基工程实例  40-46
    3.2.1 重庆市江北区嘉陵江护岸（一期）工程  40-43
    3.2.2 建设部小康住宅示范小区天津市宜白路住宅小区工程排水砂井加强夯处理陆海相饱和粘土地基  43-46
第四章强夯加固高填方地基土数值模拟  46-81
  4.1 液饱和两相多孔介质数学模型  46-53
    4.1.1 饱和多孔介质小变形弹塑性数学模型  46-48
    4.1.2 液饱和多孔介质弹塑性大变形有限元动态分析方法  48-53
  4.2 饱和土弹塑性大变形有限元动力分析程序  53-60
    4.2.1 程序的功能  53-56
    4.2.2 单元破坏后的应力状态修正  56-60
  4.3 饱和土强夯加固数值模拟  60-81
    4.3.1 有限元网格划分  60
    4.3.2 边界条件  60-61
    4.3.3 计算参数的确定  61-62
    4.3.4 计算结果分析  62-77
    4.3.5 数值模拟确定施工参数探讨  77-81
第五章结论与建议  81-83
  5.1 本文结论  81
  5.2 对下一步工作的建议  81-83
致谢  83-84
参考文献  84-87
在学期间发表的论著及科研成果  87

高填方饱和地基土强夯处理数值模拟研究

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