真空堆载预压的流固耦合分析

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文真空堆载预压的流固耦合分析论文作者：刘寒宇学生类别：全日制学科门类：工学领域名称：岩土工程指导教师：刘春原职称：教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofGeotechnicalEngineeringTHEFLUIDSOLIDCOUPLINGANALYSISOFVACUUMPRELOADINGbyLiuHanyuSupervisor:Prof.LiuChunyuanMay201

2、5原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文不包含任何他人或集体已经发表的作品内容，也不包含本人为获得其他学位而使用过的材料。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人或集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。学位论文作者签名：日期：关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解河北工业大学关于收集、保存、使用学位论文的以下规定：学校有权采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供本学位论文全文或者部

3、分内容的阅览服务；学校有权将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索、交流；学校有权向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：日期：导师签名：日期：摘要本文依托邢衡高速现场工程和离心机试验对真空堆载联合预压加固软土路基进行了深入分析。沉降结果表明，离心机沉降先快然后迅速减慢，而现场工程沉降速率则是逐渐减慢。从孔隙水压力和土的有效应力结果来看，随着深度的增大，孔压的值越大，而有效应力值在减小，现场工程的孔压消散值要大于离心机试验，相应的有效应力的增大也超过离心机

4、试验，结果表明现场工程的排水效果要好于离心机试验。运用离散元对离心机试验做流固耦合分析，无论是排水体间距2.6m，还是1.3m的两种情况，渗流场中水的运动的基本方向都是向下的，而位移场中土颗粒的方向也是向下的。两种情况的结果对比表明，间距1.3m情况下的固结效果要好于间距2.6m的情况。通过对离心机间距2.6m情况进行进一步研究，本文推导了现场模型的离散元模型。结果表明，渗流场中水的流动方向基本是水平的，模型左右两边的水分别向左右两边流向排水板。位移场中土颗粒的运动仍然以向下为主，不过受到流体体积力的影响，有一些向左右两边运动的

5、趋势。从沉降来看，表面沉降比其他模拟值更接近于现场工程的实测值，孔隙率的变化也更大。无论是实测值还是模拟值，都证明对粉质粘土层的加固效果是最好的，达到了重点加固软土层的目的。关键词:真空堆载联合预压，离心机试验，离散元，流固耦合，软土路基IABSTRACTThepaperisbasedonthefieldengineeringoftheXinghengexpresswayandthecentrifugetesttostudythevacuum-surchargepreloading,whichisaimedtoreinforce

6、thesoftsoilsubgrade.Itshowsthat,bytheresultsofsettlement,thesettlementcurveofthecentrifugedropsveryquicklyfirstly,butitreducesalsoveryfast.Thesettlementcurveofthefieldengineeringalsodropsfastfirstly,butthevelocityofreductionisslowerthanthecentrifuge.Intheangleofwater

7、porepressandtheeffectivestressofsoil,withtheincreasingofdepth,thewaterporepressgetsbiggerandtheeffectivestrssissmaller.Thedissipationofwaterporepressofthefiledengineeringismorethanthecentrifugetest,andtheincreasingoftheeffectivestrssisalsomorethanthecentrifuge.Abovea

8、ll,thereinforcementeffectisbetterthanthecentrifuge.TheusestheDiscreteelementsoftwaretomakethefluidsolidcouplinganalysisforthecentri