濱海軟土流變模型及其在結(jié)構(gòu)物穩(wěn)定性分析中的應(yīng)用研究.pdf

1、流變性是軟土的重要工程特性之一。大量研究和工程實踐經(jīng)驗表明，軟土的變形不是瞬間產(chǎn)生，而是在較長時間內(nèi)緩慢完成。軟土的這種應(yīng)力應(yīng)變隨時間的發(fā)展而不斷變化的流變特性，對建筑物的穩(wěn)定性及長期安全使用有十分重要的影響，因此成為工程領(lǐng)域研究的焦點課題。隨著沿海地區(qū)經(jīng)濟的高速發(fā)展，很多基建項目興建在海積軟土上，這類軟土流變性顯著，為避免因結(jié)構(gòu)物與軟土地基失穩(wěn)造成巨大損失，亟需加強對海積軟土流變特性的研究。有鑒于此，本文圍繞濱海軟土流變特性這一重要課

2、題展開研究，具體內(nèi)容和結(jié)論如下：
　　 1.將具有高度流變性的天津港海積軟土作為研究對象，運用改進的三軸流變儀對其進行室內(nèi)蠕變特性試驗，得出不同應(yīng)力條件下土體隨時間的蠕變變形發(fā)生發(fā)展過程，并分析了濱海軟粘土的蠕變特性。
　　 2.在室內(nèi)蠕變試驗的基礎(chǔ)上，基于半經(jīng)驗的修正理論，建立了濱海軟粘土非線性蠕變本構(gòu)模型。模型以流變元件為主，運用經(jīng)驗公式對其進行修正，補充了流變元件模型不能夠反映的加速蠕變階段，更加清楚合理的描述濱海

3、軟粘土的非線性蠕變過程。模型通過試驗結(jié)果曲線推導(dǎo)得出，物理意義明確，簡單直觀。運用數(shù)值擬合方法根據(jù)試驗數(shù)據(jù)確定了濱海軟粘土本構(gòu)模型的11個參數(shù)，并將蠕變模型解析解與試驗實測值進行了對比，誤差較小。
　　 3.利用蠕變本構(gòu)模型結(jié)合土體一維太沙基固結(jié)理論，推導(dǎo)得出濱海軟粘土地基的非線性蠕變固結(jié)沉降計算模型，并通過工程實例驗證了此模型的合理性。運用沉降模型對天津濱海新區(qū)軟土地基長期蠕變沉降做出預(yù)測。同時結(jié)合大變形固結(jié)理論推導(dǎo)出適用于飽

4、和軟粘土的一維大變形非線性蠕變固結(jié)沉降模型，與小變形太沙基蠕變固結(jié)沉降模型相比較，大變形控制下的蠕變沉降更加顯著，特別是隨著時間的增長，沉降越來越明顯。
　　 4.將濱海軟粘土蠕變本構(gòu)模型利用UMAT子程序進行開發(fā)，導(dǎo)入有限元軟件ABAQUS，建立了非線性蠕變本構(gòu)模型的有限元平臺。在此平臺上對三軸蠕變試驗進行了有限元數(shù)值模擬，模擬結(jié)果與蠕變試驗曲線基本相符合，證明了濱海軟粘土蠕變本構(gòu)模型有限元開發(fā)程序的可靠性高、計算性能好，可以