基于隨機(jī)場(chǎng)的非飽和土滲流變形耦合分析.pdf

1、實(shí)際工程中的土體大多處于非飽和狀態(tài)。目前非飽和土研究主要針對(duì)均質(zhì)非飽和土，不涉及土的隨機(jī)空間變異特性。天然土體形成中經(jīng)受了應(yīng)力滲流作用和物理力學(xué)過程，性質(zhì)十分復(fù)雜，表現(xiàn)出隨機(jī)空間變異性、各向異性等特征，自然變異性很大。天然土體在不完全飽和狀態(tài)下，其滲流變形耦合作用更為復(fù)雜。
　　研究在外荷載作用下非飽和土體的隨機(jī)空間變異性對(duì)滲流變形耦合的影響，對(duì)實(shí)際工程具有重要的理論意義與指導(dǎo)作用。本文以隨機(jī)空間變異土體為研究對(duì)象，利用隨機(jī)場(chǎng)理論

2、描述土體隨機(jī)空間變異性，采用協(xié)方差矩陣分解隨機(jī)場(chǎng)模擬和蒙特卡羅方法相結(jié)合的方法，進(jìn)行有限元模擬計(jì)算，主要工作內(nèi)容與研究成果如下：
　　(1)建立非飽和土固結(jié)的流固耦合隨機(jī)有限元模型，研究彈性模量、飽和滲透系數(shù)的空間變異特性和非飽和水力特性參數(shù)對(duì)孔隙水壓力消散與沉降的影響。結(jié)果表明，彈性模量變異系數(shù)對(duì)沉降的均值和標(biāo)準(zhǔn)差的影響很大。彈性模量的空間變異性會(huì)顯著增大沉降預(yù)測(cè)的不確定性。飽和滲透系數(shù)的空間變異性對(duì)非飽和土固結(jié)的影響較彈性模量

3、小得多，且主要影響固結(jié)中間過程。顆粒越細(xì)的土體，超靜孔壓的消散越慢。
　　(2)建立波浪作用下二維海床響應(yīng)隨機(jī)有限元模型，研究剪切模量、滲透系數(shù)和飽和度的空間變異特性對(duì)波浪作用下海床響應(yīng)的影響。結(jié)果表明，剪切模量的空間變異性會(huì)顯著影響海床振蕩孔壓場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)，增加最大孔壓比的不確定性；滲透系數(shù)空間變異性對(duì)海床響應(yīng)的影響較剪切模量不顯著，且主要影響淺層海床振蕩孔壓的不確定性；飽和度的空間變異性較小，但影響整個(gè)海床深度振蕩孔壓的不確定性