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《天津大学》 2004年
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软土蠕变沉降的数值模拟

陈文苏  
【摘要】:软土的沉降分析中,必须考虑软土的蠕变特性,否则分析结果就可能会出现较大的偏差。本文较为系统地阐述了土的流变理论,综合各种相关理论和方法分析模型的本构关系,并在理论分析的基础上,建立了有限元计算方案。 箱筒型基础结构和半圆体混合堤结构是适合于软土地基上的可作为防波堤和挡土建筑物的结构。本文以天津港北大防波堤为工程背景,采用有限元软件PLAXIS来计算分析箱筒型基础防波堤结构和半圆体混合堤结构的沉降变形。 首先,分别使用软土蠕变模型和摩尔-库仑模型,对天津北大防波堤半圆体混合堤结构进行计算,并将计算结果和实测结果进行比较,验证了使用软土蠕变模型计算软土蠕变变形的合理性。 然后,采用二维有限元分析模型,将箱筒型基础结构用线弹性模型模拟、地基深层土用摩尔-库仑模型模拟、表层和浅层软土用蠕变模型模拟,并考虑了结构和软土间的接触界面。箱筒型基础防波堤结构工程实例的计算结果与实测结果吻合较好,表明采用本文的计算模型利用PLAXIS软件计算的沉降变形结果是可靠的。采用该模型可对箱筒型基础结构的沉降变形进行合理的预测。 最后,采用平面有限元法分析研究不同的结构形式、结构宽度、结构入土深度以及土体参数对箱筒形基础沉降的影响。分析表明,采用箱筒形基础结构形式,增加入土深度,加大结构宽度,减少结构自重,提高土体渗透系数,对于加速固结沉降以及减少最终沉降量有着非常明显的作用。 综上所述,本文采用软土蠕变模型及其有限元计算方案能够较确切地描绘软土地基土体的沉降趋势,并能够对未来的蠕变情况进行较为准确地预测;通过研究影响箱筒型基础沉降变形的因素,从而为箱筒型基础结构设计、施工提供一定的参考。
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:TU434

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