软土地基随机固结理论研究与应用

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1、东南大学博士学位论文软土地基随机固结理论研究与应用姓名：王华敬申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：缪林昌20090101摘要软土地基随机固结理论研究与应用要研究生：王华敬导N-(东南大学交通学院缪林昌江苏南京210096)软土地基固结沉降是岩土工程中的热点之一，它涉及到施工工期、建筑物的稳定以及工序的合理组织与布置。随着我国基本建设的发展，在软土地区兴建项目将会日益增多，而某些重大工程建筑对地基同结沉降又有严格的要求，因而对地基沉降估算要求也将不断提高，因此如何准确地估计地基_十的同结沉降成为岩土工程关注的热点。岩十参数随机场理论认为土是一种变异性非常人的工程材

2、料，其性质十分复杂，而且具有空间变异性，宜采用随机方法分析岩土工程中的问题。本文以国家自然科学基金项目(No．50478072)为依托。在前人研究成果的基础上，将岩土参数随机场理论引入到软十的I捌结沉降理论中，采用理论分析、数值模拟、统计分析和工程实例相结合的方法，首先研究了太沙基矧结理论中固结系数的子样数量和同结系数的概率分布对固结沉降的影响，接着将随机场理论引入比奥同结方程中，推导出随机固结方程；之后对工程中得到广泛应用的邓肯一张本构模裂中的参数采用正交分析法找出敏感性冈素，接下来编制有限元程序研究随机场对比奥l刮结沉降的影响，通过蒙特卡罗法统计分析随机场的影响规

3、律；并采用数值积分法，迅速判断对随机固结沉降影响显著的参数，最后提出便于工程实际应用的随机同结沉降计算方法。主要研究内容和成果总结如下：l、对太沙基I古l结方程中固结系数的子样数目和固结系数的三种概率分布对嘲结沉降的影响进行了理论分析，发现数据本身的随机性对统计数据的影响较大，因此应尽可能获得较多的试验或观测数据以减少由于数据的随机性引起的误差。参数的概率分布形式不同，对阎结的影响是不同的。2、首先将岩十参数的随机场理论与比奥l嘲结理论结合，推导出既反映软土的I嗣结过程而义体现参数随机性影响的比奥随机同结方程，之后应用正交试验，通过极差分析和方差分析两种方法分析了邓肯

4、一张模型参数在取值范嗣内波动幅度相同和不同两种情况下随机组合对同结沉降的影响，找出影响显著的因素，既为软土地基的固结沉降设计及施工提供参考，也可为参数的整理、反演和后面的随机分析提供重点研究对象。3、应用随机场的局部平均理论和蒙特卡罗抽样技术，探讨岩十参数随机场对同结沉降的影响和影响规律，表明岩十参数随机场对同结沉降的均值影响不明显，但对固结沉降的标准差影响显著。随着随机参数相关距离的增大，所引起的I嗣结沉降的标准差增大。4为了提高计算效率，将数值积分法引入比奥随机围结方程中，高效地判定对随机I嗣结沉降影响显著的因素；分析对随机同结沉降影响显著的土层位置。5、采用随机

5、变量法对某工程进行随机分析，给出可能发生的沉降范围和出现的概率，有利于岩土工程师们及时处理实际发生的异常沉降。关键词：随机场，概率分布，比奥随机固结沉降，局部平均法，数值积分法AbstractResearchandApplicationofstochasticconsolidationtheoryonsoftsolIfoundationPh．D．Candidate：WangHua-jingSupervisor：Prof．MiaoLin-chang(TransportationCollege，SoutheastUniversity，JiangsuNanjing21009

6、6，ChinaTheconsolidationsettlementofsoRsoilfoundationisanimportantsubjectofconsiderableinteresttopracticingengineering,whichrelatestheconstructionperiod,structurestabilityandconstructionprocedure．FollowingwiththedevelopmentofthebasicconstructioninChinaandmorebuildingconstructedinsoftsoil

7、foundationarea,howtoestimateasaccuratelyaspossibletheconsolidationsettlementofbuildingsonsoRclayshasbecomeakeyproblemtogeotechnicalengineeringthroughouttheworld．Randomfieldtheoryofsoilparametersconsidersthatthesoilsareheterogeneousmaterialscreatedbycomplexgeologicalprocess．Thep