基于孔隙介质模型的散体材料桩复合地基沉降分层总和分析方法

复合地基沉降计算是地基加固处理及相关设计的重要依据.基于刚性基础下散体材料桩复合地基沉降变形的特点,从桩与土微观变形力学机理研究入手,考虑其孔隙性质并引入孔隙介质分析方法,分别建立了反映桩与土表观变形力学参数与其骨架实际变形力学参数之间关系的孔隙介质模型.在此基础上,考虑桩与土变形力学参数的非线性特征,引进分级加载的思想,分别建立了附加应力和初始地应力对桩与土变形力学参数的影响模型,进而,建立了一种改进的散体材料桩复合地基沉降分层总和分析方法.通过工程实例分析并与现有方法计算结果进行对比,发现该方法不仅能反映桩和土变形力学参数随埋深和附加应力变化而变化的非线性特征,还能避免地基沉降计算中压缩试验曲线的使用,而且具有更高的计算精度,表明了该模型和方法的合理性与优越性.     

基于改进粒子群算法的BP神经网络在边坡稳定性评价中的应用

边坡稳定性分析与评价是边坡工程的核心内容,具有高度非线性和不确定性特征。首先,选取了多个边坡工程实例构成学习样本集,以土体重度、内摩擦角、粘聚力、坡角、坡高、孔隙比六个主要影响因素作为土坡稳定性的评价判别指标;然后,采用改进的粒子群算法优化BP神经网络模型,将网络权值和阈值粒子化,通过引入粒子群进化度和粒子群聚合度实现惯性权重的动态变化,利用粒子群算法的全局搜索性实现网络权值和阈值的更新,从而增强算法对非线性问题的处理能力,加快了收敛速度;最后,通过与其它边坡稳定性评价算法进行比较分析,表明了本文研究算法的可行性与合理性。     

土石混填体变形力学特性大型三轴试验研究

为了进一步研究土石混填体的变形力学特性,全面考虑含水量、含石量、岩性及土性等因素的影响作用,采用YS30-3型应力路径三轴剪切试验机,基于正交试验方法进行了一系列土石混填体大型三轴压缩研究.试验结果表明,在三轴受力条件下,土石混填体在低围压下的应变软化特征不明显,试样的粘聚力普遍较低而内摩擦角则比较高,且内摩擦角更容易受其他因素的影响而发生显著变化.含石量对土石混填体的抗剪强度影响程度最大,随试样中的含石量从25%增加到70%,其内摩擦角从34.54°近似线性增长至46.39°.含石量和围压分别是影响土石混填体体变特性最主要的内因和外因,即在含水率、岩性、土性相同的情况下,含石量越低试样高压剪缩性越明显,含石量越高其低压剪胀性越明显.     

结构不连续面大变形有限元模拟之研究

利用大变形有限无基本理论,以Goddman节理单元理论为基础,提出了大变形有限元节理单元模型,并推导了其相关的大变形有限元计算公式,解决了结构不连续面节理大变形有限元模拟计算问题。     

考虑加速蠕变的岩石蠕变过程损伤模拟方法

针对岩石蠕变的阶段性特征,在深入研究岩石蠕变力学机理基础上,将岩石蠕变过程视为线性与非线性蠕变过程的迭加,通过引入损伤理论和Kachanov损伤演化规律,构建出可反映岩石非线性蠕变过程即加速蠕变过程特征的弹塑性损伤体元件模型,将其与可较好地反映岩石线性蠕变过程即减速蠕变过程特征的Kelvin元件模型进行串联复合,建立出可反映岩石蠕变全过程尤其是加速蠕变特点的岩石蠕变模型,并提出了简单可行的模型参数确定方法,从而建立出岩石蠕变全过程的新型模拟方法;该模型或方法不仅能较好地模拟岩石从减速到加速的蠕变全过程,而且,模型参数少,易于确定.最后,通过理论与实测曲线的对比分析,表明了该模型的合理性与可行性.     

考虑数据异常及新旧程度影响有界性 的地基沉降预测方法

在现有沉降组合模型预测方法研究基础上,通过考虑实测沉降数据新旧程度及其影响的有界性特点,提出了度量实测沉降数据新旧程度的新鲜度函数分析模型,它能同时反映实测点与预测点之间的时间距离和实测误差以及实测数据新旧程度影响有界性对沉降预测的影响.基于统计学理论提出了排除异常实测数据引起沉降预测不合理的实测数据样本处理方法.利用上述模型与方法,提出了可反映实测沉降数据异常和新旧程度及其影响程度有界性的地基或路基沉降组合预测新方法.通过工程实例计算以及本文与现有同类方法预测与实测结果的比较分析,表明了本文地基或路基预测模型与方法的合理性与优越性.     

考虑扰动影响的地基非线性沉降分层总和分析方法

为预测工程地基土体沉降,针对受到施工扰动影响的地基土,基于扰动状态概念分别以抗剪强度和相对密实度为扰动参量建立扰动因子函数,从而提出能够考虑扰动影响的地基土修正Duncan-Chang模型.首先,考虑地基土实际应力状态,将地基土沉降变形视为由附加静水压力和附加偏应力引起的两部分变形之和,建立地基土沉降变形分析模型;其次,考虑地基土的应力历史并采用分级加载分析方法,给出了不同埋深地基土初始变形模量的确定方法;然后,基于虎克定律和修正Duncan-Chang模型并采用分级加载分析方法分别建立由附加静水压力和附加偏应力作用下的地基沉降变形计算模型,给出了考虑附加应力影响的地基土变形模量的确定方法;最后,将本文方法应用于工程实例并进行了沉降变形分析.研究结果表明:本文方法在反映地基土扰动程度、应力状态和应力历史等方面具有一定的优越性和可行性,其计算结果符合沉降预测规律.     

岩石空隙变化及其变形全过程的统计损伤模拟方法

针对因空隙(包括初始和次生空隙)变化引起岩石变形呈现高度非线性的特征,首先将岩石视为由颗粒骨架和空隙两部分组成,并采用宏观与微观分析相结合的方法,建立岩石应力与应变分别在宏观与微观方面的关系,从而揭示空隙岩石变形力学机理,为模拟岩石变形全过程奠定了基础;然后,在此研究基础上依据Lemaitre应变等价性原理,建立考虑空隙变化影响的新型岩石损伤模型,引入统计损伤理论进而建立能够模拟岩石变形全过程的统计损伤本构模型并给出了参数确定方法.该模型不仅能反映岩石的应变软化特性,而且还能反映因空隙压缩引起的岩石变形的非线性特征;最后,通过实例分析,将本文及同类模型的理论曲线与实测曲线进行对比分析,表明了本文模型与方法的合理性与优越性.     

考虑应变率影响的单轴受压岩石动态变形过程模拟

针对岩石的动态变形特征,引进Kelvin模型,采用粘性元件和弹塑性元件模型并联的方法,建立岩石单轴压缩的受力分析模型,以此反映加载速度或应变率对岩石动态变形特性的影响。通过探讨岩石动态变形过程的体积变化影响,引进统计损伤理论,建立弹塑性体损伤统计本构模型。进而建立可反映加载速度或应变率影响的单轴受压岩石统计损伤本构模型,并提出其参数确定方法。实例分析表明：该模型不仅能反映岩石强度和弹性模量或刚度随应变率提高而增加的特性,而且能较好地模拟单轴受压岩石的动态变形过程,具有一定的合理性。     

软土路基沉降发展规律及其预测

通过对软土路基沉降发展规律及其特点进行分析与研究,得出软土路基沉降发展基本经历了发生-发展-稳定-极限4个阶段,其固结沉降-时间过程曲线的特点与社会经济预测中的"S"型成长曲线极其相似.基于3种"S"型成长曲线模型,引入组合预测的思想,提出了一种预测路基沉降发展规律的变权重组合预测方法,并建立了软土路基沉降的变权重组合"S"型成长模型,通过数学规划方法求解,从而可根据有限的沉降实测数据预测路基沉降发展过程.工程实例分析结果表明,使用该模型,其预测曲线与实测数据曲线基本吻合,且分析方法灵活,可用于软土路基沉降发展预测,对防治公路路基沉降,保证公路营运质量具有一定的理论与工程意义.