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基于ABAQUS对排水板堆载预压法处理软基的沉降分析

王守林  
【摘要】:软土地基具有承载能力低、沉降量大和固结时间长等工程特性,使得建(构)筑物各部位在使用期间产生沉降和不均匀沉降。路基的过量沉降和不均匀沉降会影响道路的正常使用、甚至危及行车的安全。因此深入探讨软基的沉降规律,选取合理的计算参数和模型来模拟软土的固结过程和预测后期沉降,具有重要的实际工程意义。 本文依托于某填海造地项目中道路的软基处理工程,借助通用大型有限元分析软件ABAQUS,针对软土路基沉降分析和预测这一课题进行了探讨。主要工作包括以下几个方面的内容: 1.设计了施工监测方案,通过现场施工监测获得了大量的数据,基于这些数据全面地分析了软土地基的沉降和孔隙水压力的消散规律;使用三点法和双曲线法等经验法对后期沉降进行了推算,最后将实测数据、推算结果和理论计算结果三者进行对比分析; 2.利用有限元软件/ABAQUS,以扩展的线性Drucker-Prager模型为土的本构模型,以Biot固结理论为基础建立了排水板堆载预压法加固软基的计算模型,计算了土体固结过程的沉降量和孔隙水压力,并有效的预测了路基的沉降过程;将此模型的计算结果与实测结果进行了对比分析,验证了此模型的正确性。 3.结合工程实例,详细论述了通过地质详勘报告所提供的数据来确定计算参数的方法及其原理,对有限元法在实际工程中的应用具有一定的借鉴作用。 4.定量分析了土体本构模型参数、渗透系数、塑料排水板和井阻作用等因素对软土地基的地表沉降和孔隙水压力的影响。本构模型参数按其影响从大到小依次为:泊松比μ、变形模量E、膨胀角Ψ、摩擦角β、材料系数K、初始孔隙比e0和单轴受压屈服应力σc。


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