土的压缩过程分析模型及其工程应用

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1、学校代号10532学号S1501W0079分类号TU411密级公开工程硕士学位论文土的压缩过程分析模型及其工程应用学位申请人姓名郭喆培养单位湖南大学导师姓名及职称曹文贵教授李志勇高工学科专业建筑与土木工程研究方向土本构模型及其应用论文提交日期2018年5月31日学校代号：10532学号：S1501W0079密级：公开湖南大学工程硕士学位论文土的压缩过程分析模型及其工程应用学位申请人姓名：郭喆导师姓名及职称：曹文贵教授李志勇高工培养单位：土木工程学院专业名称：建筑与土木工程论文提交日期：2018年5月31日论文答辩日期：2018年6月3日答辩委员会主席：陈昌富教授

2、AnanalyticalmodelforcompressionprocessanditsengineeringapplicationsofsoilsbyGUOZheB.E.(HunanUniversity)2015AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinArchitectureandcivilengineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfessorCA

3、OWenguiProfessorSeniorEngineerLIZhiyongJune，2018土的压缩过程分析模型及其工程应用摘要土的侧限压缩过程分析模型是地基沉降或土体变形分析的基础。目前，土的侧限压缩变形过程模拟主要有基于微观分析的数值模拟和基于宏观分析的解析两种方法。前者能充分反映土体变形微观力学机理，可是该方法实际上具有不可操作性或者非常困难，导致该方法的工程应用较少，因此，后者即解析方法更受到众多学者及工程技术人员的青睐。但是，目前对土的侧限压缩变形解析模型的研究不尽如人意，因此，如能建立出简单而能充分反映应力路径和应力历史对土体变形影响的土压缩过程

4、分析模型，对于完善地基沉降计算方法显然具有重要的工程实际与理论意义，这也正是本文的研究内容。本文首先从深入研究土体侧限压缩变形力学机理与宏观变形特征入手，依据土体宏观变形可划分为由不可恢复和弹性可恢复两部分变形组成的普遍特点，将宏观土体抽象为由细观理想空隙和孔隙骨架两部分材料复合形成，以空隙部分材料描述土体不可恢复变形行为，而以孔隙骨架部分材料描述土体可恢复弹性变形行为，从而建立出了可区分不可恢复细观变形和可恢复弹性细观变形的土体宏观变形分析模型。并通过分别探讨细观理想空隙和孔隙骨架两部分材料的细观变形分析方法，进而建立出了土体侧限初始压缩解析模型，并提出了相应

5、模型参数的确定方法。然后，考虑到土体初始压缩与卸载回弹和再压缩过程的本质区别在于土体变形不可恢复部分材料即空隙部分材料变形规律的改变，因此，本文在土的初始压缩模型的基础上，深入研究了土体在先期固结应力作用后卸载和再压缩的过程，在不可恢复应变的计算方法的基础上，建立了土体侧限卸载回弹解析模型，进而得出了再压缩模型的初始孔隙比和压缩参数的确定方法，建立出土体侧限再压缩解析模型，它们能够充分反映应力路径和应力历史对土体变形的影响。最后，一方面，通过土的侧限压缩试验，并将试验曲线与本文及现有同类理论模型曲线进行比较分析，表明了本文模型的合理性；另一方面，将本文建立的土的

6、压缩过程分析模型应用于地基沉降计算的分层总和法中，对实际工程的地基基础沉降进行了分析，表明了本文模型的实用性。关键词：土体；初始压缩；卸载回弹；再压缩；应力历史；应力路径；侧限变形；地基沉降II工程硕士学位论文AbstractThelateralconfinedcompressionmodelsofsoilsisasignificantbasisoftheanalysisandcomputationoffoundationsettlementandsoildeformation.Atpresent,thesimulationofdeformationoflate

7、ralconfinedcompressionprocessofsoilsmainlyincludesnumericalsimulationbasedonmicroscopicanalysisandanalyticalmethodbasedonmacroscopicanalysis.Theformercanfullyreflectthemicro-mechanicsmechanismofsoilsdeformation,butthemethodisactuallyinoperableorverydifficult,resultinginlessengineerin

8、gapplication