本文選題：海積軟土 + 鄧肯-張模型��； 參考：《華僑大學(xué)》2013年碩士論文

【摘要】：土體本構(gòu)模型的選用與巖土工程的計(jì)算精度息息相關(guān)，故諸多學(xué)者對(duì)其進(jìn)行深入研究。本文引用“半值強(qiáng)度指數(shù)”的概念，指出了傳統(tǒng)的鄧肯-張模型公式存在特征方程不獨(dú)立的數(shù)學(xué)缺陷。為了克服該缺陷，在傳統(tǒng)鄧肯-張模型的基礎(chǔ)上，，引入控?cái)恳蜃应�，提出了改進(jìn)的鄧肯-張模型，稱為延拓模型。通過(guò)對(duì)延拓模型應(yīng)力應(yīng)變表達(dá)式進(jìn)行數(shù)學(xué)分析，并且比較不同控?cái)恳蜃拥难油啬Ｐ团c鄧肯-張模型的應(yīng)力應(yīng)變曲線，可以得到以下結(jié)論：θ1時(shí)的延拓模型與鄧肯-張模型有著相同的數(shù)學(xué)性質(zhì)；鄧肯-張模型是延拓模型θ=2時(shí)的特例；在初始切線模量和極限偏應(yīng)力均確定的情況下，延拓模型可以通過(guò)調(diào)節(jié)控?cái)恳蜃觼?lái)模擬收斂速度大于或者小于鄧肯-張模型的應(yīng)力應(yīng)變曲線，而鄧肯-張模型則無(wú)法達(dá)到這種效果；延拓模型的控?cái)恳蜃优c模型應(yīng)力應(yīng)變曲線的收斂速度呈負(fù)相關(guān)。 為了探究延拓模型的求參方法，將Matlab軟件中的lsqcurvefit回歸函數(shù)與最小二乘回歸分析法相結(jié)合，編制了延拓模型多元回歸、鄧肯-張模型多元回歸和延拓模型控?cái)恳蜃踊貧w這三個(gè)期望函數(shù)程序。并通過(guò)海積軟土常規(guī)三軸試驗(yàn)數(shù)據(jù)，求解、比較以上三種回歸的殘差平方和。研究表明，延拓模型多元回歸的擬合效果最好，鄧肯-張模型多元回歸的擬合效果最差，說(shuō)明了最小二乘回歸分析求解模型參數(shù)估計(jì)值的方法可作為延拓模型的求參方法。 有限元計(jì)算參數(shù)的確定是有限元程序得以運(yùn)用的前提條件。本文采用控制變量法對(duì)不同圍壓下的海積軟土進(jìn)行分析，最終確定了土樣的最佳網(wǎng)格結(jié)點(diǎn)數(shù)為11*21個(gè)結(jié)點(diǎn)，試樣帽的最佳高度為4個(gè)單元高，試樣帽的最佳泊松比參數(shù)為0.3。通過(guò)比較鄧肯-張模型模擬曲線、延拓模型模擬曲線、鄧肯-張模型公式曲線與試驗(yàn)數(shù)據(jù)，證明了該有限元程序具有可行性，且延拓模型的模擬效果優(yōu)于鄧肯-張模型。 為了觀察控?cái)恳蜃訉?duì)土樣網(wǎng)格單元結(jié)點(diǎn)的位移、應(yīng)力、應(yīng)變和安全性、脹縮性的影響，在求得不同圍壓下，鄧肯-張模型和延拓模型的土樣網(wǎng)格單元結(jié)點(diǎn)的位移等值線圖、變形圖、位移矢量圖、應(yīng)力等值線圖和應(yīng)變等值線圖后，可歸納總結(jié)出，控?cái)恳蜃訉?duì)土樣各網(wǎng)格單元結(jié)點(diǎn)的徑向位移、軸向位移、徑向應(yīng)力和軸向應(yīng)變均影響不大，但其與土樣各網(wǎng)格單元的軸向應(yīng)力呈負(fù)相關(guān)，與土樣中部單元的徑向應(yīng)變呈負(fù)相關(guān)，卻對(duì)土樣上部和下部單元的徑向應(yīng)變影響不大。觀察兩種模型的最小安全系數(shù)等值線圖和土樣體積應(yīng)變和軸向應(yīng)變關(guān)系曲線，可以看出，控?cái)恳蜃釉叫。糠謫卧淖钚“踩禂?shù)越小，剪縮現(xiàn)象越明顯，安全性越高。
[Abstract]:The selection of soil constitutive model is closely related to the calculation accuracy of geotechnical engineering, so many scholars have deeply studied it. In this paper, the concept of "half value strength index" is introduced, and the mathematical defects of the traditional Duncan-Chang model formula are pointed out, in which the characteristic equation is not independent. In order to overcome this defect, based on the traditional Duncan-Zhang model, the convergent factor 胃 is introduced, and an improved Duncan-Zhang model is proposed, which is called the extension model. Through the mathematical analysis of the stress-strain expression of the extension model, the stress-strain curves of the extension model with different convergence factors are compared with those of the Duncan Chang model. The following conclusions can be obtained: the extension model of 胃 1 has the same mathematical properties as that of Duncan Chang model, the Duncan Zhang model is a special case of extension model 胃 = 2, and the initial tangent modulus and ultimate deflection stress are determined. The continuation model can simulate the stress-strain curve of Duncan-Chang model by adjusting the convergence factor, but the Duncan-Chang model can not achieve this effect. The convergence factor of the continuation model is negatively correlated with the convergence rate of the stress-strain curve. In order to explore the parameter finding method of the extension model, the multivariate regression of the extension model is compiled by combining the lsqcurvefit regression function in Matlab software with the least square regression analysis method. Duncan-Chang model multivariate regression and extended model controlled convergence factor regression are three expected function programs. Based on the conventional triaxial test data of marine soft soil, the sum of squared residuals of the above three kinds of regression is compared. The results show that the continuation model has the best fitting effect, and the Duncan-Zhang model has the worst fitting effect, which indicates that the least square regression method can be used as the parameter method of the extended model. The determination of finite element calculation parameters is a prerequisite for the application of finite element program. In this paper, the control variable method is used to analyze the marine soft soil under different confining pressures. Finally, it is determined that the optimum mesh node number of the soil sample is 11 * 21 nodes, the optimum height of the specimen cap is 4 unit height, and the optimum Poisson's ratio parameter of the specimen cap is 0.3. By comparing the simulation curve of Duncan-Zhang model, the simulation curve of extension model, the formula curve of Duncan-Zhang model and the experimental data, it is proved that the finite element program is feasible and the simulation effect of extension model is better than that of Duncan-Zhang model. In order to observe the effect of convergence factor on the displacement, stress, strain, security, dilatancy and shrinkage of soil sample grid cell node, the displacement isoline maps of soil sample grid cell node of Duncan Chang model and extension model are obtained under different confining pressures. After the deformation diagram, displacement vector diagram, stress isoline diagram and strain isoline diagram, it can be concluded that the convergence factor has little effect on the radial displacement, axial displacement, radial stress and axial strain of each mesh node of soil sample. However, it is negatively correlated with the axial stress of each grid element of the soil sample and the radial strain of the central unit of the soil sample, but has little effect on the radial strain of the upper and lower elements of the soil sample. By observing the contour diagram of the minimum safety factor and the curve of volumetric strain and axial strain of the two models, it can be seen that the smaller the convergence factor, the smaller the minimum safety factor of some elements, the more obvious the phenomenon of shearing shrinkage and the higher the security.
【學(xué)位授予單位】：華僑大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號(hào)】：TU447

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本文編號(hào)：2107636