本文關(guān)鍵詞：南四湖湖東堤固結(jié)沉降數(shù)值模擬

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【摘要】：隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展,國家對水工基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的重視程度日益提高,表明了國家對人民生命安全以及財產(chǎn)安全的重視。修建在湖相軟土地基上的湖堤存在著長時間的固結(jié)沉降,其固結(jié)沉降引起的堤身破壞對沿湖地區(qū)人民的生命安全、經(jīng)濟發(fā)展以及交通運輸都構(gòu)成了巨大安全隱患。分析當(dāng)?shù)睾嗤恋牡刭|(zhì)特征和物理特性,并對湖堤的固結(jié)沉降進行數(shù)值模擬以得到較為準(zhǔn)確的預(yù)測以適時維護。對研究當(dāng)?shù)睾嗤凉こ烫匦院秃淌┕ぞ哂兄卮蟮膶嵺`意義。為此本文主要做了以下工作:1.介紹了固結(jié)沉降的國內(nèi)外的研究現(xiàn)狀和發(fā)展歷史,詳述了飽和土體、非飽和土體、層狀土體固結(jié)理論的研究現(xiàn)狀,為后續(xù)分析研究打下了理論基礎(chǔ)。2.總結(jié)了土的固結(jié)理論計算,包括瞬時沉降計算、主固結(jié)沉降計算,接著又研究了有限元分析理論以及土體本構(gòu)模型的選取,由于摩爾-庫倫本構(gòu)模型應(yīng)用的廣泛性和參數(shù)的易獲得,確定了使用摩爾-庫倫本構(gòu)模型進行計算。3以南四湖湖東堤工程為依托,詳細分析了南四湖湖相土的地質(zhì)特征、地質(zhì)成因和土體物理力學(xué)特性,并與其它軟土地區(qū)做了對比分析�？芍纤暮貐^(qū)湖相土的土體含水率較大,主要是地表水貯存或土體為新近沉積土造成的。土體的孔隙率較大,主要是因為湖東為蒙山西麓平原,是山前河流沖洪積或湖泊沉積而成,部分地區(qū)山丘瀕臨湖岸,為新近形成土層,土體顆粒間空隙大不緊密,具有較高的壓縮性。4.綜合二維固結(jié)問題及各軟件的特點,選用ADINA分析了湖東堤的固結(jié)特性,對深度方向和水平方向上的不同位置的土體的位移沉降、孔隙水壓力變化、有效應(yīng)力變化等進行了分析。從深度方向看,上部節(jié)點的固結(jié)沉降量明顯比下部的大,速度也明顯比下部節(jié)點的快。從水平方向上看,偏移湖堤中心線越遠固結(jié)也就變得越小,超出堤體范圍后,沉降就變得基本平穩(wěn)。超孔隙水壓力在同一深度方向上隨土體深度的增大而增大。超孔隙水壓力隨時間的發(fā)展而慢慢地耗散。整個固結(jié)進程中超孔隙水壓力耗散出現(xiàn)了和固結(jié)沉降相對應(yīng)的變化規(guī)律。固結(jié)其實就是孔隙水壓力向有效應(yīng)力不斷轉(zhuǎn)變的一個過程。本文通過對南四湖湖東堤固結(jié)沉降的研究,不但取得了大量對研究當(dāng)?shù)睾嗤劣杏玫臄?shù)據(jù)資料,還分析了當(dāng)?shù)睾嗤恋臍v史成因、地質(zhì)特征、物理力學(xué)特性等,為以后的研究和水工建設(shè)提供了有用的參考資料,為湖堤的監(jiān)測維護提供了理論參考。
【關(guān)鍵詞】：湖東堤 湖相土 固結(jié)沉降 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：濟南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TV871;TV223
【目錄】：

• 摘要7-8
• ABSTRACT8-10
• 第一章 緒論10-16
• 1.1 研究目的和意義10
• 1.2 固結(jié)沉降的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-15
• 1.2.1 飽和土固結(jié)理論的研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 非飽和土固結(jié)理論的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.3 層狀土體固結(jié)理論的研究現(xiàn)狀14-15
• 1.3 本文主要研究工作15-16
• 第二章 固結(jié)沉降基本理論16-30
• 2.1 瞬時沉降計算16-17
• 2.2 主固結(jié)沉降計算17-19
• 2.2.1 線彈性固結(jié)理論18
• 2.2.2 土體非線性固結(jié)沉降特征18-19
• 2.2.3 最終固結(jié)沉降計算總結(jié)19
• 2.3 有限元分析理論19-25
• 2.3.1 Biot固結(jié)理論20-23
• 2.3.2 Biot固結(jié)理論有限元實現(xiàn)過程23
• 2.3.3 固結(jié)沉降的非線性有限元分析方法23-24
• 2.3.4 固結(jié)有限元方程24-25
• 2.4 土體本構(gòu)模型及土體單元25-28
• 2.4.1 土體本構(gòu)模型25-26
• 2.4.2 土體單元26-28
• 2.5 本章小結(jié)28-30
• 第三章 南四湖湖相土工程特性30-52
• 3.1 南四湖湖東堤工程概況30-32
• 3.2 南四湖湖相土的工程地質(zhì)特征32-36
• 3.2.1 南四湖區(qū)域地形地貌32
• 3.2.2 南四湖區(qū)域地層巖性32-34
• 3.2.3 南四湖區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造34
• 3.2.4 南四湖區(qū)域水文地質(zhì)條件34-35
• 3.2.5 工程地質(zhì)特性對比分析35-36
• 3.3 南四湖湖相土物理力學(xué)特性36-50
• 3.3.1 南四湖湖相土的成因36-38
• 3.3.2 南四湖湖相土的物理力學(xué)特性研究38-42
• 3.3.3 物理力學(xué)特性對比分析42-50
• 3.4 本章小結(jié)50-52
• 第四章 南四湖湖東堤固結(jié)沉降數(shù)值模擬52-76
• 4.1 有限元數(shù)值模擬過程52-55
• 4.1.1 幾何模型的建立52-54
• 4.1.2 單元類型的選取54
• 4.1.3 材料模型的定義54-55
• 4.1.4 網(wǎng)格劃分55
• 4.1.5 外荷載及邊界條件55
• 4.2 計算結(jié)果分析55-75
• 4.2.1 沉降計算結(jié)果分析58-60
• 4.2.2 孔壓計算結(jié)果分析60-62
• 4.2.3 孔壓和有效應(yīng)力隨時間變化關(guān)系62-64
• 4.2.4 孔壓和沉降量的關(guān)系分析64-66
• 4.2.5 有效應(yīng)力和沉降量的關(guān)系分析66-67
• 4.2.6 孔壓和沉降量隨時間的變化關(guān)系67-68
• 4.2.7 水平方向上的固結(jié)特性68-75
• 4.3 本章小結(jié)75-76
• 第五章 結(jié)論與展望76-78
• 5.1 結(jié)論76-77
• 5.2 展望77-78
• 參考文獻78-82
• 致謝82-84
• 附錄84

【相似文獻】

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本文編號：914403