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《基于旁压试验反分析土体本构参数的有限元方法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、水利水电技术第36卷2005年第6期基于旁压试验反分析土体本构参数的有限元方法121,33马怀发,孔俐丽,侯淑媛,刘小生(11北京工业大学,北京100044;21江西省水利规划设计院,江西南昌330029;31中国水利水电科学研究院,北京100044)基于旁压仪试验原理,提出了反分析土体本构参数的有限元分析模型.同时依据在旁压力作用下土体的变形特点给出,并简化了土体有限元的刚度矩阵.利用阻尼最小二乘法非线性优化理论编制了反分析计算程序,并根据土体的线弹性模型和邓肯)张E-B模型,进行了模型参数反分析,其结果合理,从而验证本文所提出的方
2、法的可行性.旁压试验;本构模型;非线性优化;反分析;有限元方法中图分类号:TU41314文献标识码:A文章编号:1000-0860(2005)06-0058-04FEMforinverseanalysisonsoilconstitutiveparametersbasedonpressuremetertest121,33MAHua-ifa,KONGL-ili,HOUShu-yuan,LIUXiao-sheng(11BeijingUniversityofTechnology,Beijing100044,China;21JiangxiIns
3、tituteofWaterResourceDesignandPlanning,Nanchang330029,Jianx,iChina;31ChinaInstituteofWaterResourceandHydropowerResearch,Beijing100044,China)Abstract:Basedontheprincipleofthepressuremetertest,aFEMmodelfortheinversionanalysisonthesoilconstitutiveparam-etersispresented,inw
4、hichthefiniteelementstiffmatrixforthesoilisdeducedandsimplifiedaccordingtothedeformationchar-acteristicsofsoilunderthepressure.Acomputingprogramisdevelopedreliedonthenon-linearoptimizationtheorywithdampingleastsquares.ThelinearelasticandDuncan-changE-Bconstitutivemodelf
5、orsoilareadoptedtoverifythemethodpresentedherein.Keywords:pressuremetertest;constitutivemode;lnon-linearoptimization;inverseanalysis;FEM移值相比误差为最小的初始地应力和土体参数值的方1引言法,并将所得初始地应力和土体参数值作为反演计算自上个世纪70年代以来,对弹性问题和粘弹性问的结果.由于在建立这类方法时都需要运用优化理论,题建立确定初始地应力和地层特性参数值的位移反分故常将其称为优化反演分析法.这种
6、方法所得到的材析法的研究已经取得较大的进展,迄今为止不仅建立料非线性计算模型参数,能使所计算的位移量与实测了较为完整的理论,而且已经编制出可供工程实践采位移量总体上最为接近.用的程序.相比之下,就非线性问题建立位移反分析方旁压测试是工程地质勘测中的一种常用的原位测法所做的研究取得的成果尚少.究其原因,主要是这类试技术,实质上是一种利用钻孔做的原位横向载荷试问题的正演计算尚需借助迭代运算获得结果,在作反验.其原理是通过旁压器在竖直的孔内加压,使旁压膜分析方法的研究时难于就求逆问题取得显式解.因此,在对非线性问题建立反分析方法的研究中,人
7、们逐渐收稿日期:2005-01-26转为致力于建立寻找可使与之相应的位移值与实测位作者简介:马怀发(1962)),男,副教授.58WaterResourcesandHydropowerEngineeringVol.36No.6马怀发,等M基于旁压试验反分析土体本构参数的有限元方法222222膨胀,并由旁压膜(或护套)将压力传给周围土体(或kpmum+kpjuj+kpiui(1)软岩),使土体(或软岩)产生变形直至破坏,并通过量11221122因ui=up=up=ui=u1,uj=um=um=uj=u2,上式变为测装置测出施加的压力和土
8、变形之间的关系,然后绘1212F1r=(kii+kpp+kip+kpi)u1+制应力~应变(或钻孔体积增量、或径向位移)关系曲1212(kij+kpm+kim+kpj)u2线.=k11u1+k12u2(2)本文基于依据实
