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真空预压加固软土地基的室内试验研究及其数值模拟

作　者: 李岩
导　师: 王贵和；杨宇友
学　校: 中国地质大学（北京）
专　业: 地质工程
关键词: 真空预压室内模拟试验侧向变形数值模拟
分类号: TU447
类　型: 硕士论文
年　份: 2014年
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内容摘要

目前，在软土地基的处理中，真空预压法因其成本低、效率高等优点在工程中得到广泛应用。相比于工程实践，真空预压加固软基的理论研究相对滞后，制约着真空预压加固技术的进一步发展，因此需要深入的研究。本文在详细论述分析真空预压加固机理和土体弹塑性本构模型的基础上，进行了真空预压的室内试验研究，利用有限元软件ABAQUS对室内试验建立数值模型并分析计算。本文的主要研究成果有以下几个方面：⑴以土体本构模型中的剑桥模型为基础，以本文的室内试验为原型，推导土体在侧限条件下的应力应变关系式，根据此关系式给出土体的侧向位移的计算公式。⑵利用学校自主研制的真空预压固结试验设备，对取自天津静海的淤泥质软土进行真空预压固结试验，分别测试在不同真空度下及施加一固定堆载荷载时各真空度阶段中土体的孔隙水压力和水平有效应力增量的大小，并比较土样在预压前后物理力学性质的变化，以此分析土体的加固效果，计算固结过程中产生的侧向位移。⑶采用ABAQUS有限元软件，对本文的室内试验进行数值建模分析，对比模拟值与实测值，结果表明ABAQUS可以较好的模拟真空预压中的真空荷载，准确的计算出土体固结过程中的孔隙水压力、有效应力等变量值的大小，可用于实际工程中的验证与预测。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-8
目录  8-10
第一章绪论  10-19
  1.1 概述  10-11
  1.2 真空预压法简介  11-14
    1.2.1 真空预压法的施工原理  11
    1.2.2 真空预压的加固机理  11-12
    1.2.3 真空预压中土体强度的增长  12-14
  1.3 真空预压法的发展及研究现状  14-16
    1.3.1 真空预压法的发展历史  14
    1.3.2 真空预压加固机理的研究现状  14-16
  1.4 存在的问题  16-17
  1.5 本文的主要工作  17
  1.6 研究方法和技术路线  17-19
第二章土体弹塑性本构模型  19-29
  2.1 屈服准则及屈服面  20-21
  2.2 弹塑性本构模型的一般表达式  21-23
  2.3 剑桥模型  23-26
    2.3.1 弹性特征  24-25
    2.3.2 塑性特性  25-26
  2.4 侧限条件下土体应力应变关系  26-29
第三章真空预压加固软土地基的室内试验  29-51
  3.1 真空预压试验方案及试验过程  29-35
    3.1.1 土样选取及制备  29
    3.1.2 试验设备及装置  29-31
    3.1.3 试验方案  31-32
    3.1.4 试验过程  32-33
    3.1.5 土压力和孔隙水压力的计算  33-34
    3.1.6 土体侧向位移计算  34-35
  3.2 真空预压试验成果及分析  35-51
    3.2.1 加固效果分析  35-46
    3.2.2 土体侧向变形分析  46-51
第四章真空预压室内试验的数值模拟分析  51-62
  4.1 ABAQUS 软件介绍  51
  4.2 ABAQUS 对本文试验的数值模拟  51-55
    4.2.1 模型建立  51-52
    4.2.2 计算参数的选取  52-55
    4.2.3 建立分析步  55
    4.2.4 荷载和边界条件的设置  55
  4.3 计算结果及分析  55-62
    4.3.1 模型初始状态检验  56-57
    4.3.2 孔隙水压力计算结果  57-58
    4.3.3 竖向有效应力的计算结果  58-60
    4.3.4 水平位移的计算结果  60-62
第五章结论与展望  62-65
  5.1 结论  62-63
  5.2 展望  63-65
致谢  65-66
参考文献  66-68

真空预压加固软土地基的室内试验研究及其数值模拟

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