交通荷載作用下橫觀各向同性飽和地基固結(jié)分析.pdf

1、近年來，我國的高速公路和鐵路建設(shè)得到了迅速發(fā)展，其中大部分的高速公路、鐵路都建設(shè)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展十分快的東部沿海地區(qū)和湖泊地區(qū)。因此，交通荷載作用下軟粘土的固結(jié)問題在巖土工程界就顯得尤其重要。許多學(xué)者對(duì)循環(huán)交通荷載下土體的一維固結(jié)問題做了深入的研究，然而土是一種流固耦合兩相介質(zhì)，將土體固結(jié)問題視為三維固結(jié)更為合理。本文基于Biot固結(jié)模型，分析交通工具運(yùn)行過程中產(chǎn)生的豎向和切向荷載對(duì)軟土地基長期沉降的影響。主要采用求解解析解和有限元的方法研究

2、在不同豎向荷載與切向荷載共同作用下單層和成層橫觀各向同性地基的固結(jié)問題。
　　首先，在豎向荷載和切向荷載共同作用下，求解了橫觀各向同性土體下臥基巖的Biot固結(jié)問題?；贐iot固結(jié)理論得到控制方程，同時(shí)引入三個(gè)狀態(tài)變量，然后，對(duì)時(shí)間t進(jìn)行Laplace變換和對(duì)半徑r進(jìn)行Hankel變換，利用Laplace-Hankel聯(lián)合積分變換求解狀態(tài)方程，得到交通荷載作用下橫觀各向同性土骨架位移、孔隙水壓力等的一般積分形式解。結(jié)合算例驗(yàn)證了

3、該方法的正確性，并分析了切向荷載和豎向荷載共同作用下對(duì)橫觀各向同性土層沉降和孔壓的影響，可以發(fā)現(xiàn)切向荷載和豎向荷載共同作用所產(chǎn)生的前期沉降明顯小于豎向荷載單獨(dú)作用的情況。為了更好的模擬實(shí)際情況，豎向荷載還采用正弦循環(huán)荷載。在循環(huán)荷載作用下，沉降變化周期滯后于荷載周期。
　　其次，通過應(yīng)用有限元分析軟件ABAQUS來分析單層橫觀各向同性土體的固結(jié)問題。先對(duì)ABAQUS的解與文獻(xiàn)得到的結(jié)果進(jìn)行了擬合，然后分別使用彈性模型和劍橋模型進(jìn)行

4、分析，主要對(duì)比在豎向荷載和切向荷載共同作用下，各類排水邊界條件不同時(shí)橫觀各向同性和各向同性土體的孔壓和沉降的差異。荷載形式主要采用豎向荷載和切向荷載相結(jié)合的方式，豎向荷載為恒載或者分級(jí)加載的形式。
　　最后，通過應(yīng)用有限元分析軟件ABAQUS來分析多層橫觀各向同性土體的固結(jié)和沉降問題。在單層模型的基礎(chǔ)上，假設(shè)土體分為四層，分別使用彈性模型和劍橋模型來進(jìn)行分析，主要研究四層土體在土體參數(shù)不同的情況下，有切向荷載和沒有切向荷載對(duì)軟土固