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基于非线性破坏准则的土压力极限上限分析

作　者: 王恭兴
导　师: 张国祥
学　校: 中南大学
专　业: 岩土工程
关键词: 土压力非线性破坏准则上限定理序列二次规划
分类号: TU432
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

对于土压力传统的计算方法采用的多是线性摩尔-库仑破坏准则。也有学者根据非线性破坏准则采用单切线法求解土压力。单切线法简单的把非线性破坏准则线性化,假设挡墙后填土处于单一应力状态,没有考虑在挡墙后填土的不同位置由于法线应力口σ_n的不同而导致C_t、φ_t值的不同。而本论文则根据非线性破坏准则,考虑了挡墙后填土在不同位置C_t、φ_t值是不同的,采用多切线法利用极限分析上限理论求解了挡土墙土压力,主要研究工作和结论如下:1.在非线性破坏准则下利用极限分析上限理论,采用多切线和多刚块法对挡土墙土压力进行了求解,并通过非线性“序列二次规划”优化方法对填土单元的划分和速度场进行了优化,得到了最优的上限解。2.采用了非线性破坏准则,分别用多切线法和单切线法对土压力进行了计算。对比结果表明,采用多切线法所求得的土压力更接近真实值。从计算结果看,求解被动土压力时单切线法计算的结果明显大于多切线法的计算结果,最大的差别能达到19.82%;求解主动土压力时单切线法计算的结果明显小于多切线法的计算结果,最大的差别能达到21.39%。3.研究了单元数K、非线性参数m、超载q和初始粘结力C₀对土压力的影响规律。从计算结果表明,随着单元数K值的增大计算结果趋于收敛,土压力的上限值越来越接近于真实值;非线性参数m、超载q及初始粘结力C₀对土压力有重要影响,在其他参数不变的情况下,随着m的增大,被动土压力在减少,主动土压力在增大;随着超载的增加,土压力也有所增加;随着初始粘结力C₀的增大,被动土压力在增大,主动土压力在减少。

基于非线性破坏准则的土压力极限上限分析

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