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变值载荷作用下非均质地基的安定分析及其应用

屠晟  
【摘要】: 现代工业技术的迅速发展,对结构的安全性提出了更高的要求。安定理 论的数值分析方法对于预测结构在循环或变化重复载荷作用下的响应,提 供了强有力的分析工具,可以在较大程度上提高设计水平。安定的概念作 为一个有用的结构设计准则正逐渐被工程界所接受。在岩土工程方面,安 定性分析作为一种工程分析与设计的工具却远远无法满足工程的需要。安 定性分析的理论和应用研究脱节,主要原因除了计算上的困难之外,也与 岩土材料的特殊性有关。因此,研究符合岩土材料特性的安定理论,建立 安定性分析的计算列式,发展有效的数值算法,对于推动岩土塑性力学的 发展,和改进土工建筑物或地基动力设计标准具有重要的理论意义与实用 价值。 将弹塑性有限元法与安定性分析的Melan静力型定理相结合发展了一 种简便的安定性计算方法—弹塑性分析法。该方法摆脱了传统的安定性分 析方法中的数学规划运算,解决了计算中的维数障碍问题,使得安定性分 析更简单、实用,可以应用到复杂的岩土工程问题中。 同时以不发生累积塑性变形意义上的安定准则为理论基础,放弃了一 般的数学规划算法,通过外载荷真实的力学响应寻找一个机动容许的塑性 应变率场,发展了一种简便、高效率的机动安定性分析计算方法。 最后运用研究发展的安定性分析原理及计算方法,考虑非均质地基土 性的成层分布及粘结力沿深度的非均匀变化模式,确定了成层地基的安定 载荷,并根据数值计算结果进行了系统的分析和讨论。


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