發(fā)布時間：2020-05-12 10:59

【摘要】：地基穩(wěn)定性是一個經(jīng)歷彈塑性變形、變形局部化、剪切帶形成、地基失穩(wěn)破壞等多個階段的多尺度漸進(jìn)破壞發(fā)展過程,各個階段的強(qiáng)度及變形特性取決于不同幾何尺度的物理機(jī)制。經(jīng)典地基極限承載力理論公式和理想彈塑性有限元法基于宏觀連續(xù)介質(zhì)力學(xué)理論,不能反映地基失穩(wěn)過程的非連續(xù)特征,而且有限元法存在網(wǎng)格依賴性問題。與之相反,離散元法能夠較好地捕捉顆粒間接觸分離、顆粒轉(zhuǎn)動與飛離等細(xì)觀行為,但工程模型計算量巨大、計算效率低。分區(qū)與分步耦合分析法是再現(xiàn)地基漸進(jìn)失穩(wěn)破壞的有效手段。本文以地基穩(wěn)定性為研究對象,從宏細(xì)觀尺度分析有限元地基模型和離散元地基模型壓縮、剪切破壞過程的宏細(xì)觀變化,并開展數(shù)值模擬方法研究,主要研究成果如下:(1)通過室內(nèi)三軸試驗參數(shù)分析及蒙特卡羅有限元分析結(jié)果,探究抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的變異性對地基穩(wěn)定性及承載力的敏感性,并且借此分析不同數(shù)值方法計算結(jié)果存在異同點的原因,討論宏細(xì)觀力學(xué)參數(shù)標(biāo)定問題。(2)利用ABAQUS軟件進(jìn)行有限元地基模型的穩(wěn)定性分析,通過記錄不同基礎(chǔ)沉降下地基的承載力及變形性狀,揭示地基漸進(jìn)破壞過程的宏觀變化,并分析網(wǎng)格依賴性問題。(3)利用PFC軟件分別采用分級荷載加載法和線性位移加載法進(jìn)行離散元地基模型的穩(wěn)定性分析,從顆粒位移場、轉(zhuǎn)角場、速度場、接觸與力鏈等細(xì)觀現(xiàn)象來揭示地基漸進(jìn)破壞過程的細(xì)觀破壞機(jī)理,并且從承載力、滑動面、計算效率等方面對比有限元法和離散元法的優(yōu)劣勢。(4)應(yīng)用FDM-DEM分區(qū)耦合分析法、基于理想彈塑性模型和土體損傷模型的分步耦合分析法于地基穩(wěn)定性多尺度分析,從耦合界面的應(yīng)力及位移連續(xù)性來驗證多尺度分析法的合理性及有效性。(5)根據(jù)本文不同數(shù)值模擬方法的結(jié)果,討論承載力及變形差異的內(nèi)在原因,并將對應(yīng)的地基極限承載力與經(jīng)典地基極限承載力理論公式計算結(jié)果對比。
【圖文】：

第一章 緒論程中應(yīng)力應(yīng)變、塑性區(qū)發(fā)展、剪切帶演化與貫通等行為，不能完全反，而且計算結(jié)果往往高估地基的極限承載力，故存在較大的局限性。移線法線是指理想剛塑性體在塑性極限平衡狀態(tài)下土體平面內(nèi)沿滑移方向線法通過求解土體微分極限平衡方程，獲得地基土極限平衡狀態(tài)下大切應(yīng)力方向的軌跡線得到滑移線場，條形基礎(chǔ)范圍內(nèi)計算所得的邊限承載力。Prandtl 推導(dǎo)的條形剛性基礎(chǔ)荷載作用下黏土地基的地基極是在圖 1-1 所示滑移線場的基礎(chǔ)上實現(xiàn)。隨后，Hill 等人分別建立了的解。Terzaghi、Meyerhof、Hansen 等學(xué)者建立的極限承載力公式推滑移線法的結(jié)果，如以滑移線法得出的滑動面作為極限平衡法分析的

華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文試驗原理 2-1 所示，，試驗儀器為全自動應(yīng)變控制式三軸壓縮儀，試驗圍壓由圍壓可達(dá)到 800kPa。三軸壓縮儀的優(yōu)點是能很好地控制排水條件晰試樣應(yīng)力狀態(tài)，三軸壓縮試驗的原理就是在施加圍壓時，嚴(yán)格排水條件，在對試樣施加一定軸向應(yīng)變速率過程中不斷監(jiān)測試樣數(shù)。
【學(xué)位授予單位】：華南理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TU470

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本文編號：2660112