数值模拟在黄土湿陷试验中的应用可靠性分析.pdf

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1、２０１５年第１１期（总第１６４期）江西建材应用研究数值模拟在黄土湿陷试验中的应用可靠性分析■吕文龙■华北地质勘查局核工业２４７大队，天津３０１８００摘要：本文通过数值模拟的方式，首先在室内试验黄土样本的相关参数，之后压力值相对下沉系数利用ＡＮＳＹＳ软件模拟施工地区的黄土的土样，从而得出黄土土样的自５０ｋｐａ００２重湿陷系数、湿陷起始压力以及相对下沉系数等，并将数值模拟的结果与室内试验的结果进行对比，分析数值模拟在黄土湿陷实验中的可靠程１００ｋｐａ００２４度。１５０ｋｐａ００３４关键词：数值模拟黄土湿陷实验应用

2、可靠性２００ｋｐａ００４６湿陷性黄土是一种特殊的土质，因为这种土质遇到水会产生大面４００ｋｐａ００９２积的沉降。由于湿陷性黄土的特殊性质，如果在建筑施工前，未进行黄（７）自重湿陷系数试验结果．试验编号为１、２号的试件的平均自土湿陷性试验，就直接建造在具有湿陷性的黄土上，很容易造成建筑物重压力分别为１９２１１和１９２１１ｋｐａ。浸水前百分表的读数分别为的沉降。所以为了保障建筑物的质量，避免建筑物沉降带来的经济财００１８和００２。浸水后百分表的读数为分别为０２３９和无显示。自重产、人员安全的损失，需要运用

3、合理的施工工艺，进行黄土湿陷的试验，湿陷系数都为００１１。同时加固湿陷性黄土上的建筑物。通过上述试验的过程，可以得知相对下沉系数的计算公式：Ｉｍ＝１黄土湿陷试验Ｅｍ／１＋Ｅ０。其中Ｉｍ就是湿陷性黄土的相对下沉系数，Ｅｍ是湿陷性黄本文通过分析某工程的室内试验及ＡＮＳＹＳ软件数值模拟的结果土的最大孔隙比，Ｅ０为湿陷性黄土试验开始时的孔隙比。自重湿陷系进行对比，分析数值模拟在黄土湿陷试验中应用的可靠性分析。在黄数的试验的计算公式：Ｓａ＝（Ｈｚ１－Ｈｚ２）／Ｈ０。其中Ｓａ为自重湿陷性系土湿陷试验中主要是测量施工地区黄土土

4、样的相对下沉系数以及自重数，Ｈｚ１为保持天然湿度和结构的试样，加至该试样上覆土的饱和自重湿陷系数。压力时，下沉稳定后的高度。Ｈｚ２为加压稳定后的试样，在浸水作用１．１黄土取样下，附加下沉稳定后的高度。Ｈ０为黄土试样最原始的高度。通过相对在黄土湿陷试验中，应加大对黄土湿陷试验取样的重视程度。因下沉系数的试验可以得知，相对下沉系数的数值都大于００１５，进而可为一旦黄土湿陷的土样不符合试验标准，将造成黄土湿陷数据不真实、以判断施工地区为湿陷性黄土。同时通过试验自重湿陷系数，其两个缺乏利用价值。在黄土湿陷试验的取样中，可

5、以多取一些黄土湿陷式编号的系数都为００１１，也可以判断该地区为湿陷性的土层。通过相样。例如可以取１２个环刀试样，其中４个可以测量黄土土样的密度、对下沉系数和自重湿陷系数的试验，可以判断施工地区是否属于湿陷孔隙之比、含水量等原始的黄土数据，同时分别取得２个进行黄土湿陷性黄土区。性的相对下沉系数及自重湿陷系数的试验，剩余的４个环刀试样可以３ＡＮＳＹＳ数值模拟黄土湿陷性试验作为备用试验的材料。当黄土取样完毕后，必须要将取得的土样进行运用ＡＮＳＹＳ对黄土湿陷试验进行模拟时，可以分为浸水及自然条密封，同时擦拭环刀的外壁，保

6、证其整洁度，另外要保证环刀的上面和件下的模拟方式。关于如何区分浸水和自然条件下的模拟方式，可以下面是削平的状态。根据黄土的弹性模量的变化进行区分，之后再运用ＡＮＳＹＳ技术进行数２试验过程值模拟。２．１准备测量仪器３．１建立土样模型黄土湿陷性的试验一般运用的是ＧＪＺ－３型中压固结仪。在建立土样模型的时候，需要将浸水条件下以及自然条件下的土２．２试验的主要方法样都模拟出来。在模型的建立中，主要是模拟土样的竖向变形，在模拟试验采用双线法。主要步骤包括，第一，取出两个环刀试样，并将浸水状态时，可以利用压缩模量的变化进行表现

7、。土样模型的尺寸是其切割，同时将切割后的环刀试样的外壁涂抹上薄厚均匀的凡士林，最有严格规定的，依据《铁路土工试验规程》确定，选取直径为７９．８毫好是涂抹的凡士林是薄薄的一层，之后再将刀口朝下，放入护环之内。米，高度为二十毫米的环刀试样，并采用ＳＯＬＩＤ６５单元模拟黄土的单第二，借助提环螺丝及放有透水石及滤纸的底盘放置到容器之中，然后元，土样应力及应变关系可以利用邓肯－张的双曲线模型进行模拟，土放下加压导环和传压活塞，从而使得各部密切接触，最终保持平衡。第体变形需要遵循摩尔－库伦屈服的准则。另外，还需要在护环的周围三

8、，将加压容器置于加压框架正中，密合传压活塞及横梁，预加１．０ｋＰａ及黄土土样的底部施加位移得约束力，并在黄土土样的顶层加以压力，压力，使得固结仪的各个部分进行紧密的接触，同时调整好百分表并使从而观测模拟结果。其读数归置为０。第四，将其中一个试样在天然湿度的条件下进行分３．２ＡＮＳＹＳ技术建立的土样模型的数据级加压，直到湿陷变形情况达到稳定。第五，将另外一个试