有限二維區(qū)域流固耦合滲流問題的ABAQUS模擬.pdf

1、隨著經(jīng)濟的迅速發(fā)展，城市化進(jìn)程的加快，大規(guī)模的城市建設(shè)使得地面載荷成為城市地面沉降的一個重要影響因素。地面沉降會給建筑物和生產(chǎn)設(shè)施帶來非常嚴(yán)重的災(zāi)害，甚至威脅到人類的人生安全?，F(xiàn)今廣大巖土學(xué)者對地面土體的固結(jié)沉降研究大部分集中在半平面無限大區(qū)域，而現(xiàn)實工程中往往涉及的區(qū)域是有限的，因此本文主要研究有限區(qū)域多孔介質(zhì)的流固耦合問題，重點集中于二維有限區(qū)域飽和土體在載荷作用下的固結(jié)沉降分析。
　　介紹了固結(jié)沉降的經(jīng)典理論，并分析了ABA

2、QUS在巖土工程中應(yīng)用的專業(yè)性和適應(yīng)性。將一維固結(jié)理論解析解的計算結(jié)果與ABAQUS數(shù)值模擬結(jié)果相對比，驗證了ABAQUS對于固結(jié)數(shù)值模擬的可靠性和準(zhǔn)確性。以有效應(yīng)力原理和比奧固結(jié)理論為基礎(chǔ)，推導(dǎo)給出了有限二維飽和多孔介質(zhì)因表面載荷誘發(fā)的比奧固結(jié)的一個解析解。其中假設(shè)多孔介質(zhì)為均勻各向同性和線彈性，數(shù)學(xué)模型采用不可壓縮多孔介質(zhì)模型。利用拉普拉斯變換及數(shù)值反演獲得了雙重?zé)o窮級數(shù)和形式的解析解，利用ABAQUS軟件對文中推導(dǎo)出的解析解進(jìn)行了

3、數(shù)值驗證，證明了解析解的可靠性。
　　利用ABAQUS數(shù)值模擬了有限區(qū)域飽和軟土在不同載荷作用下的固結(jié)問題，土體假設(shè)本構(gòu)模型為線彈性、均質(zhì)和各向同性的，對于二維矩形區(qū)域飽和土體來說，無論是剪切載荷單獨作用還是法向載荷單獨作用或是兩者聯(lián)合作用與土體上表面，土體的邊界透水性對于土體的固結(jié)沉降沒有任何影響，而是由土體本身的物理性質(zhì)所決定的。但是透水性的不同卻影響著土體沉降的變化過程，且透水性越差，土層沉降就越緩慢。法向載荷單獨作用于土體

4、時，土體也會有水平位移的產(chǎn)生，說明豎直位移和水平位移是相互耦合的。剪切載荷與法向載荷載荷同時作用下土層上表面的位移等于法向載荷與剪切載荷分別單獨作用下各自使土層產(chǎn)生的位移數(shù)值和，完全與疊加原理相符合。
　　對二維有限矩形區(qū)域飽和軟土的彈性正交各向異性和滲透正交各向異性的固結(jié)沉降問題進(jìn)行了數(shù)值模擬分析，得到了不同方向土體彈性模量的變化，會影響到土體最終的固結(jié)沉降量，而最終沉降量不會受到不同方向滲透系數(shù)改變的影響，而不同方向滲透系數(shù)的