基于随机场的非饱和土固结分析

基于随机场理论,采用协方差矩阵分解随机场模拟和蒙特卡罗方法相结合的方法,建立非饱和土固结的流固耦合随机有限元模型,研究弹性模量和饱和渗透系数的空间变异特性对非饱和土固结的影响.结果表明,弹性模量变异系数COVE对沉降的均值和标准差的影响都很大.COVE增大,沉降的均值和标准差相应增加,说明弹性模量的空间变异性可显著增大沉降预测的不确定性.弹性模量的竖向相关距离越小,空间平均效应越大,超孔隙水压力和沉降的标准差越小,尤其在土层厚度小于相关距离时影响较为显著.饱和渗透系数的空间变异性对非饱和土固结的影响较弹性模量小得多,且主要影响固结中间过程.     

基于随机有限元的修正剑桥模型可靠性研究

目的研究修正剑桥模型中作为体系控制性输入随机变量的初始等向正常固结曲线斜率对作为控制性输出随机变量的地基土体宏观固结沉降量的可靠度影响.方法基于Monte Carlo法的基本原理,编制Python脚本程序,驱动ABAQUS构建以修正剑桥模型为本构模型的一维地基固结沉降随机有限元分析体系.以修正剑桥模型中初始等向正常固结曲线INCL的斜率作为体系控制性输入随机变量,地基土体固结沉降量作为体系控制性输出随机变量.通过统计回归分析两者之间的相关性,最终确立了固结沉降量的概率分布模型与可靠度指标.结果基于确定性有限元分析的固结沉降量计算结果仅有60%的保证率.降低控制性输入随机变量的变异系数大小可以提高控制性输出随机变量的可靠度指标.当正常固结曲线INCL的斜率服从Gauss分布时,土体宏观固结沉降量不拒绝Generalized Extreme Value-III分布.结论修正剑桥模型能够科学合理地再现复杂应力路径下土体的应力-应变关系,并揭示出模型参数的离散性将引起地基土体宏观沉降的随机性.     

高速公路地基沉降反演分析

基于竖向排水体饱和土地基固结理论解答,提出了考虑地基排水井加固区下卧层修正的路堤沉降数据反演地基固结特性的计算方法.比较了室内实验数据与对应现场反演计算参数,得出了反演分析固结系数相对高出室内固结试验成果1～2个数量级.运用这一成果,预测路堤中线下地基固结沉降历时曲线与实测沉降曲线很好吻合.因此,反演计算分析得到的海相沉积土的固结系数相对室内固结试验数据更加合理.     

软土地基沉降量计算方法探讨

通过对初始沉降、固结沉降和次固结沉降计算的分析,得到了地基最终沉降量与其计算方法、计算参数及其上部结构荷载分布形式有关的结论,并对工程地基沉降量的计算提出了建议．     

岩土结构不确定性热参数随机分析模型

文章将热传导区域材料的导热系数和内热源模拟为随机场而非传统意义上的随机变量,基于随机场局部平均理论,确立了计算参数由点特性过渡到空间平均特性的方差计算方法.采用Neumann展开Monte-Carlo随机有限元法对稳态随机温度场求解进行了分析,给出了有限元节点温度响应的均值、方差及变异系数的计算公式,根据计算步骤编写了求解稳态随机温度场的Matlab随机有限元计算实施程序.通过算例,考察了随机场参数对结构稳态温度场随机性响应的影响,并与仅将各随机参数视为随机变量的情况进行了对比.     

基于模糊随机有限元和Biot固结理论的地基沉降分析

讨论了基于等熵转换和摄动随机有限元的模糊随机有限元方法，并把它与土体的 Biot固结理论相结合，提出了一种地基沉降的概率分析方法.文中从有限元角度给出了公式推导过程，得出土体位移和孔隙水压力的数字特征的计算公式.     

考虑蠕变特性的软土路堤沉降有限元分析

高速公路软土地基的工后沉降很大部分来自软土的次固结沉降,因此采用有限元计算工后沉降有必要考虑软土的蠕变特性。利用Plaxis软件对揭普高速某断面软土地基路堤填土施工进行数值模拟,通过等效渗透系数将砂井地基简化为天然地基进行计算,考虑软土蠕变特性,采用软土蠕变(SSC)模型,结合B iot固结有限元,计算施工期沉降和工后沉降,得到与实际较相符的结果。     

软土地基沉降蠕变-固结有限元分析及应用

对软土蠕变-固结特性、计算模型、模型数值求解法进行研究,采用改进的Merchant模型和参数确定方法,编制非线性黏-弹性固结模型有限元计算程序.利用该程序对深港西部通道一线口岸软土地基沉降计算进行蠕变-固结有限元分析.计算结果与实际观测资料比较吻合.     

路堤软基变形有限元计算分析

基于Biot固结理论,考虑土体侧向变形,空间渗流,对某路堤软基固结变形作平面应变,空间渗流情况下的有限元计算分析.根据有限元计算结果,分析了路堤填筑过程中软基的沉降变化、土层分层沉降以及侧向变形,并且预测了路堤填筑完毕后软基的工后性状,并将有限元计算结果与工程实测资料进行了对比.研究表明,有限元计算结果与实测沉降曲线拟合程度在前期较好,后期差异较大;淤泥质亚粘土层为主要变形土层;软基侧向变形呈现随深度先增大后减小的趋势,在填筑完毕后开始收缩,并对纵向沉降速率有影响.     

砂井地基固结过程的监测与分析

采用沉降板、分层沉降仪、孔隙水压力计等仪器,对路基分层填筑过程中砂井地基的固结规律进行监测,保证了路基的安全填筑.将非线性弹性本构关系引入Biot固结理论有限元程序,把砂井地基等效为砂墙,采用中点增量法研究施工过程中地基沉降与孔隙水压力消散的规律,其计算参数由室内三轴试验确定.研究结果表明:采用非线性弹性模型计算的孔隙水压力峰值和沉降量均大于弹性模型计算值,能模拟在分级加载过程中砂井地基的沉降和孔隙水压力消散的规律;泊松比对非线性模型的孔压变化趋势影响不大,但沉降量随泊松比的增大而减小;只有当渗透系数发生数量级改变时,才引起孔压的明显变化.