【摘要】：大型基礎下層狀地基靜力變形性狀分析是土木工程領(lǐng)域中的常見類型問題,該類問題主要考慮土的本構(gòu)關(guān)系、土的物理力學性質(zhì)、基底附加應力的空間分布狀況及傳遞過程等。隨著高層建筑和超高層建筑的不斷增多,基底作用荷載和基礎尺寸不斷加大,基礎形式多變,特別是對于一些大型、復雜、重要的基礎,如何計算和完整描述大型基礎下層狀地基土的靜力變形性狀成為研究者們一直致力解決而又尚未很好解決的問題。本文基于網(wǎng)格系統(tǒng)分層法思想,根據(jù)Mohr-Coulomb彈塑性本構(gòu)模型對基底沉降計算公式中的壓縮模量進行彈塑性修正,建立大型基礎下層狀地基豎向變形數(shù)學計算模型,并基于MATLAB軟件平臺自行編寫SSBSMC計算程序,實現(xiàn)大型基礎下層狀飽和地基土變形計算。最后,應用SSBSMC程序?qū)|寧省博物館新館進行地基土變形計算分析,同時應用ABAQUS有限元分析軟件及FLAC3D有限差分分析軟件進行相同工況的數(shù)值模擬計算,通過計算結(jié)果相互校驗來驗證SSBSMC程序計算結(jié)果的合理性。結(jié)果表明,應用SSBSMC計算程序進行大型基礎下層狀飽和地基土變形計算是合理可行的,且計算最大沉降量和尋找最大沉降發(fā)生點時,不存在盲目性,計算結(jié)果直觀；土體壓縮模量可通過剛度矩陣由壓縮模量定義推導得出,當土體處于彈性狀態(tài)時,壓縮模量僅與變形模量和泊松比有關(guān),但當土體進入塑性狀態(tài),壓縮模量不僅與變形模量和泊松比有關(guān),還與土體當前豎向應力,側(cè)壓力系數(shù),粘聚力以及內(nèi)摩擦角有關(guān)；實際工程計算顯示在地基土層越深處,附加應力值越小,分布越均勻,且應力等值線圓心逐漸向基礎中心趨近；大型基礎下地基最大豎向變形并不一定發(fā)生在基礎中心點或最大荷載處,因此,單點計算基礎某一點處的基底沉降存在一定程度的安全隱患。
[Abstract]:The analysis of static deformation behavior of large-scale foundation is a common problem in the field of civil engineering, which mainly considers the constitutive relation of soil, the physical and mechanical properties of soil, the spatial distribution of additional stress on the base and the transfer process, etc. With the increasing number of high-rise buildings and super-high-rise buildings, the load and size of the foundation are constantly increasing, and the foundation forms are changeable, especially for some large, complex and important foundations. How to calculate and completely describe the static deformation behavior of large-scale foundation subsoil becomes a problem that researchers have been trying to solve but have not solved very well. In this paper, based on the idea of grid system layered method and Mohr-Coulomb elasto-plastic constitutive model, the elastic-plastic modulus of the foundation settlement calculation formula is modified, and the mathematical model of vertical deformation of large-scale foundation is established. Based on the MATLAB software platform, the SSBSMC program is compiled to calculate the soil deformation of the saturated foundation in the lower layer of the large-scale foundation. Finally, the SSBSMC program is used to calculate and analyze the ground soil deformation in the new museum of Liaoning Province. At the same time, the finite element analysis software ABAQUS and the finite difference analysis software FLAC3D are used to carry out the numerical simulation calculation under the same condition. The rationality of the calculated results of SSBSMC program is verified by checking the calculated results with each other. The results show that it is reasonable and feasible to use the SSBSMC program to calculate the deformation of large-scale foundation saturated subsoil, and there is no blindness in calculating the maximum settlement amount and finding the maximum settlement point, and the calculation results are intuitionistic. The compression modulus of soil can be derived from the definition of compression modulus by stiffness matrix. When the soil is in elastic state, the compression modulus is only related to the deformation modulus and Poisson's ratio, but when the soil enters the plastic state, the compression modulus is only related to the deformation modulus and Poisson's ratio. The compression modulus is not only related to the deformation modulus and Poisson ratio, but also to the current vertical stress, lateral pressure coefficient, cohesion and internal friction angle. The actual engineering calculation shows that the more deep the soil layer is, the smaller the additional stress value is, and the more uniform the distribution is, and the closer the center of the stress contour circle is to the center of the foundation. The maximum vertical deformation of the foundation does not necessarily occur at the center of the foundation or the maximum load under the large-scale foundation. Therefore, the settlement of the foundation at a certain point of the foundation can be calculated by a single point and there is a hidden danger of safety to a certain extent.
【學位授予單位】：東北大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TU470

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本文編號：2440867