飽和軟土介質(zhì)考慮滲流與流變非線性耦合的基坑工程三維有限元法分析.pdf

1、這篇論文的研究工作是兩位學(xué)長謝寧、李希元博士學(xué)位論文研究工作的繼續(xù)、拓展和深化。 飽和軟土地區(qū)深基坑圍護(hù)結(jié)構(gòu)時(shí)空效應(yīng)的研究是一個(gè)永恒的研究課題，改革開放政策實(shí)行以來，城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)突飛猛進(jìn)，推動(dòng)了這方面的深入研究。探討深大基坑施工的時(shí)空效應(yīng)在計(jì)算理論上的一個(gè)重點(diǎn)就是了解土體的流變力學(xué)和三維空間特性以及它們的發(fā)展規(guī)律，在計(jì)算方法上就是尋求行之有效的手段并研制計(jì)算機(jī)程序軟件，從數(shù)量上和空間分布上獲得這方面的認(rèn)知。 謝寧博士

2、、李希元博士當(dāng)年研究的主要內(nèi)容和成果是：通過對上海地區(qū)三種典型土體室內(nèi)流變試驗(yàn)結(jié)果的分析，得到了非線性流變的歸一化模型，研制了按各向同性土體假定的三維非線性粘彈塑性流變有限元程序。 本文在李文的基礎(chǔ)上作了進(jìn)一步的拓展：增加了層狀土體橫觀各向同性的內(nèi)容，使之更符合沉積土層的實(shí)際情況；增加了滲流與流變耦合相互作用的分析模塊，使之對于滲流作用明顯的成層土體更加周全和適用；對有限元前處理模塊進(jìn)行了補(bǔ)充，使之便于計(jì)算任意形狀的空間三維結(jié)構(gòu)

3、；對程序語言根據(jù)Fortran語言編輯器的發(fā)展作了全面改進(jìn)，將前述內(nèi)容補(bǔ)充進(jìn)去，重新編制了考慮滲流與流變耦合因素的計(jì)算機(jī)程序，這些程序全部采用Fortran90進(jìn)行調(diào)試，使程序更易于增容和移植。 具體地說，對于上述研究內(nèi)容的闡述，本文各章安排如下：第一章，通過國內(nèi)外研究現(xiàn)狀的調(diào)研，提出了論文的研究選題及其必要性；第二章，在李希元研究的基礎(chǔ)上，重新推導(dǎo)了飽和土非線性粘彈塑性流變的有限元力學(xué)方程，并增加了橫觀各向同性的有關(guān)計(jì)算公式；

4、 第三章，從三維滲流的達(dá)西定律和滲流連續(xù)性方程出發(fā)，推導(dǎo)了求解基坑工程穩(wěn)定滲流場和非穩(wěn)定滲流場的有限元方程；并結(jié)合有限元力學(xué)方程，推導(dǎo)了滲流與流變耦合作用的非線性粘彈塑性流變的有限元計(jì)算公式； 第四章，針對基坑工程有限元計(jì)算，逐一對土層、圍護(hù)墻體、支撐和接觸面等模擬單元作了數(shù)學(xué)描述，并對有限元公式進(jìn)行了演引和推導(dǎo)； 第五章，對本文程序的研制及其功能進(jìn)行了開發(fā)，并用上海某實(shí)際基坑工程為案例，對所研制的程序進(jìn)行驗(yàn)證，