巖土力學(xué)大變形理論及其有限元的改進(jìn)方法研究.pdf

1、本報(bào)告主要深入開(kāi)展了一些基礎(chǔ)性研究工作，取得的主要成果如下： (1)提出了基于不同有限應(yīng)變度量的大變形沉降嚴(yán)格算式、基于不同應(yīng)力應(yīng)變度量的大變形壓縮本構(gòu)關(guān)系的一般表述方法以及大、小變形法切線體積壓縮系數(shù)的轉(zhuǎn)換方法。這些方法使得大變形法地基沉降計(jì)算建立在更嚴(yán)格的基礎(chǔ)上，也為澄清當(dāng)前對(duì)大、小變形法變形計(jì)算結(jié)果的爭(zhēng)議提供新的依據(jù)。 (2)采用對(duì)稱的第二類Piola-Kichhoff應(yīng)力和Green應(yīng)變分別取代不對(duì)稱的Lagra

2、nge應(yīng)力和孔隙比，提出了可以克服Gibson大變形理論一維局限性的一個(gè)連續(xù)介質(zhì)力學(xué)模型。其中的對(duì)流系數(shù)隨著土體變形發(fā)展呈現(xiàn)減小的趨勢(shì)，反映了自重效應(yīng)在相應(yīng)地減弱。 (3)提出了基于超靜孔壓為控制變量的嚴(yán)格的一維大變形固結(jié)模型，該模型顯式地反映了外荷載變化、自重變化、地表沉降速度、地下水位變化和固相速度等五種要素的影響。在此基礎(chǔ)上，還得到一個(gè)嚴(yán)格的無(wú)自重大變形固結(jié)模型，它與以往模型的區(qū)別在于考慮了與滲透性梯度有關(guān)的非線性項(xiàng)。

3、 (4)針對(duì)連續(xù)介質(zhì)大變形固結(jié)理論中非保守體力、廣義大變形有效應(yīng)力原理、次彈性模型修正和非Darcy滲流的多維滲透系數(shù)等四個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題，分別提出了相應(yīng)的完善方法，進(jìn)一步推廣和發(fā)展了連續(xù)介質(zhì)大變形固結(jié)理論. (5)推導(dǎo)了T.L.描述的連續(xù)介質(zhì)大變形固結(jié)有限元的改進(jìn)方法，并在COFIST程序框架內(nèi)增加了相應(yīng)的計(jì)算模塊。算例分析結(jié)果初步表明，基于保守體力假設(shè)的傳統(tǒng)方法高估了地基沉降量和超靜孔壓，但低估了地基固結(jié)度。 (6)針