检索结果-内蒙古大学图书馆

岩石力学与工程学报 2014年第1期33卷 199-208页

作者：王春波丁文其乔亚飞同济大学地下建筑与工程系上海200092 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室上海200092

基于塑性增量理论,推导硬化土本构模型的有限差分格式。在VC++编程环境下,利用FLAC3D提供的二次开发平台,编制硬化土本构模型的有限差分程序,实现硬化土本构模型在FLAC3D中的二次开发,并给出二次开发的步骤、方法和编程要点。通过不同... 详细信息

基于塑性增量理论,推导硬化土本构模型的有限差分格式。在VC++编程环境下,利用FLAC3D提供的二次开发平台,编制硬化土本构模型的有限差分程序,实现硬化土本构模型在FLAC3D中的二次开发,并给出二次开发的步骤、方法和编程要点。通过不同应力路径室内试验结果与采用不同本构模型的FLAC3D数值计算结果进行对比分析,验证硬化土本构模型在FLAC3D中二次开发的正确性和必要性。对比分析表明:采用硬化土本构模型的FLAC3D数值计算结果与试验结果吻合较好,而且硬化土本构模型的模型参数可从常规三轴试验获得,模型参数简单,硬化土本构模型不仅能够反映土体的非线性特性,还能够反映深基坑工程复杂的应力路径,与其他土体本构模型相比,硬化土本构模型更适合用于深基坑工程的计算分析。硬化土本构模型在FLAC3D中二次开发的实现,扩大了FLAC3D的适用范围,在一定程度上弥补FLAC3D在分析岩土工程尤其是深基坑工程方面上的不足。

关键词：基坑工程复杂应力路径硬化土本构模型 FLAC-3D 二次开发应力路径试验

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珠三角地区典型淤泥质土硬化土本构模型参数研究

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中国港湾建设 2024年第10期44卷 44-50页

作者：王祥秋罗晓栋郑土永佛山大学土木与交通学院广东佛山528000 北京市政设计研究院佛山分院广东佛山528000

为了探讨硬化土本构模型对珠三角地区软土地下工程数值分析的适用性,基于4种不同应力路径三轴试验,分析了本地区典型淤泥质土力学性态及其硬化土本构模型参数的变化规律。研究表明,侧向卸荷及排水条件对淤泥质土硬化土本构模型强度参数c... 详细信息

为了探讨硬化土本构模型对珠三角地区软土地下工程数值分析的适用性,基于4种不同应力路径三轴试验,分析了本地区典型淤泥质土力学性态及其硬化土本构模型参数的变化规律。研究表明,侧向卸荷及排水条件对淤泥质土硬化土本构模型强度参数c'、φ'值以及刚度参数E_(50)^(rd)、E_(ur)^(rd)和m影响显著,但对破坏比R_(f)的影响较小。对于固结不排水侧向卸荷条件,珠三角地区典型淤泥质土硬化土本构模型主要参数为:参考割线模量E_(50)^(ref)为2.34MPa,参考切线模量E_(oed)^(ref)为1.59MPa,参考加-卸载模量E_(ur)^(ref)为11.67MPa,破坏应力比R_(f)为0.98,刚度应力水平相关幂指数m为1.84;其中:E_(50)^(ref)约为E_(ord)^(ref)的1.47倍,E_(ur)^(ref)约为E_(ord)^(ref)的7.34倍。珠三角地区某软土深基坑工程实践证明,硬化土本构模型适用于模拟该地区软土力学性态。

关键词：硬化土本构模型应力路径排水条件模型参数

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改进的TOPSIS(逼近理想解排序方法)在土体刚度参数反分析中的应用

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城市轨道交通研究 2025年第4期28卷 133-138页

作者：徐世祥万友生贺烽覃君谢云杰吴波郑卫强许杰东华理工大学土木与建筑工程学院南昌330013 南昌轨道交通集团有限公司南昌330038 中铁二局第六工程有限公司成都610036 广西大学土木建筑工程学院南宁530004

[目的]当采用反分析法确定土体参数时,由现场实测得到的理想解一般为中间值,无法使用传统的TOPSIS(逼近理想解排序法)进行计算。有必要改进传统TOPSIS,并与熵权法、数值分析法和正交试验法相结合,应用于土体刚度参数反分析。[方法]简述... 详细信息

[目的]当采用反分析法确定土体参数时,由现场实测得到的理想解一般为中间值,无法使用传统的TOPSIS(逼近理想解排序法)进行计算。有必要改进传统TOPSIS,并与熵权法、数值分析法和正交试验法相结合,应用于土体刚度参数反分析。[方法]简述了传统TOPSIS的改进,并与熵权法、数值分析和正交试验法相结合,应用于富水砂层刚度参数反分析中。利用正交试验法建立了25个方案数值分析模型,选取最大地面沉降、最大拱顶沉降、最大拱底隆起和最大净空收敛4个指标进行综合决策,确定了适用于富水砂层土体硬化模型刚度参数的比例关系与大小。[结果及结论]改进的TOPSIS能有效地与数值分析和正交试验法相结合进行反分析研究,科学地对正交试验方案进行多指标决策,为复杂岩土工程反分析理论提供了一种新的决策方法。富水砂层土体硬化模型刚度参数之间的比例关系为:固结试验切线模量E_(ref,oed)=E_(s(0.1~0.2))(0.1~0.2 MPa围压下的压缩模量),三轴固结排水剪切试验割线模量E_(ref,50)=1.4E_(ref,oed),三轴固结排水卸载再加载试验的卸载再加载模量E_(ref,ur)=2.0E_(ref,50),刚度应力相关指数为0.6。

关键词：地铁隧道土体刚度参数反分析逼近理想解排序法正交试验富水砂层硬化土本构模型

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基于有限元分析的塑性混凝土本构模型对比研究

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水利建设与管理 2024年第6期44卷 28-36页

作者：张宝增江志安唐贝中国水电基础局有限公司天津市地基与基础工程企业重点实验室天津301700 天津大学水利工程智能建设与运维全国重点实验室天津300350

塑性混凝土力学性能介于混凝土与土体之间,其本构模型选择尚无统一标准。本文采用有限元方法,结合实例工程,分别采用塑性损伤和硬化土两种本构模型对塑性混凝土进行模拟,系统对比分析两种本构模型的计算差异性。结果表明,两种本构模型... 详细信息

塑性混凝土力学性能介于混凝土与土体之间,其本构模型选择尚无统一标准。本文采用有限元方法,结合实例工程,分别采用塑性损伤和硬化土两种本构模型对塑性混凝土进行模拟,系统对比分析两种本构模型的计算差异性。结果表明,两种本构模型的计算结果规律基本一致,塑性损伤本构模型表达式简单,计算结果偏保守、安全,而硬化土体本构模型计算结果准确度更高,但模型参数测定较为复杂,后续可基于硬化土本构模型对塑性混凝土本构模型进行改进。

关键词：塑性混凝土塑性损伤本构模型硬化土本构模型变形协调性

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硬化土模型在OpenSees中的实现

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中国科技论文 2023年第2期18卷 193-203页

作者：董正方过晴王仁辉毛梦玉河南大学土木建筑学院河南开封475004 河南大学河南省轨道交通智能建造工程研究中心河南开封475004

为了更好地描述不同岩土的力学行为,将硬化土模型集成于OpenSees中,从刚度参数、屈服函数及塑性势函数3个方面概述了硬化土本构模型理论。基于模型理论,根据隐式积分算法推导出硬化土模型的有限元算法格式并给出实现流程,该算法考虑了... 详细信息

为了更好地描述不同岩土的力学行为,将硬化土模型集成于OpenSees中,从刚度参数、屈服函数及塑性势函数3个方面概述了硬化土本构模型理论。基于模型理论,根据隐式积分算法推导出硬化土模型的有限元算法格式并给出实现流程,该算法考虑了屈服面交汇处角区域应力更新问题。结合程序流程和OpenSees接口,将模型在软件中进行了实现,并从理论解及试验对比验证了模型开发的正确性。结果表明:算法推导及程序实现正确。硬化土模型在OpenSees中的实现,弥补了OpenSees三维岩土材料的不足,扩大了OpenSees的应用范围。

关键词：土体本构模型硬化土本构模型二次开发 OpenSees

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基于HS本构模型软土地铁换乘车站深基坑力学特性研究

基于HS本构模型软土地铁换乘车站深基坑力学特性研究

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作者：郑土永佛山科学技术学院

学位级别：硕士

珠三角地区典型软土地层复杂的力学性态以及城市深基坑工程面临的敏感周边环境条件,对城市地铁深基坑设计与施工提出了更高的要求,准确模拟软土地层复杂的力学性态以及深基坑工程复杂的施工力学行为尤其重要。本文以珠三角地区某地铁车... 详细信息

珠三角地区典型软土地层复杂的力学性态以及城市深基坑工程面临的敏感周边环境条件,对城市地铁深基坑设计与施工提出了更高的要求,准确模拟软土地层复杂的力学性态以及深基坑工程复杂的施工力学行为尤其重要。本文以珠三角地区某地铁车站深基坑工程为研究背景,引入硬化土本构模型（简称HS模型）,通过室内试验、现场测试、理论分析与有限元数值仿真模拟相结合的研究方法对软土地层以及深基坑工程复杂的力学性态进行分析研究。具体的研究内容与成果如下:（1）基于GDS应力路径三轴试验,分析研究不同应力路径条件下粉质黏土的力学特性,依据相关试验成果获取了珠三角地区典型粉质黏土HS模型参数。并基于已有的研究成果,对比分析了不同排水条件、不同应力路径以及不同地区粉质黏土的HS模型参数的变化规律。（2）基于显式积分基本刚度法的硬化土本构模型关键算法,利用ABAQUS非线性有限元分析软件二次开发功能,研制开发HS模型的内嵌UMAT子程序,通过室内常规三轴试验以及三维有限元数值模拟验证了UMAT子程序的合理性,并对比分析了HS模型与摩尔-库仑本构模型的模拟精度。（3）基于Biot三维固结理论,引入硬化土本构模型（HS模型）,建立了可综合考虑软土弹塑性变形及硬化特性的三维应力-渗流耦合分析模型,系统阐述了深基坑工程应力与渗流耦合分析的定解条件以及基于ABAQUS分析平台的流固耦合有限元分析的基本原理。（4）综合运用上述研究成果,以佛山地铁三号线桂城站为研究对象,通过建立三维流固耦合有限元分析模型,分析研究了地铁换乘车站深基坑支护结构力学性态及周边环境变化特征,并对深基坑工程设计变更与施工过程的事故处理等提出合理化建议。本文的研究成果对全面掌握珠三角地区软土复杂的力学性态,完善软土深基坑工程设计与施工分析理论,确保深基坑工程安全与稳定性具有一定的参考价值。

关键词：软土深基坑工程应力路径三轴试验硬化土本构模型 UMAT子程序应力-渗流耦合分析

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珠三角典型软土硬化土模型及其工程应用研究

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山东理工大学学报（自然科学版） 2022年第1期36卷 19-26,32页

作者：王祥秋杨柱郑土永佛山科学技术学院交通与土木建筑学院广东佛山528000 北京市市政工程设计研究总院北京100037

硬化土本构模型(HS模型)能有效模拟软土加、卸载以及剪切与压缩硬化特性。基于弹塑性理论推导了HS模型双屈服面弹塑性刚度矩阵,阐述了基于ABAQUS软件分析平台的HS模型二次开发关键算法。利用Fortran编程环境以及ABAQUS软件提供的用户材... 详细信息

硬化土本构模型(HS模型)能有效模拟软土加、卸载以及剪切与压缩硬化特性。基于弹塑性理论推导了HS模型双屈服面弹塑性刚度矩阵,阐述了基于ABAQUS软件分析平台的HS模型二次开发关键算法。利用Fortran编程环境以及ABAQUS软件提供的用户材料UMAT子程序接口,研究开发了HS本构模型子程序。通过标准固结实验、三轴固结排水剪切实验和三轴固结排水加载-卸载-再加载实验获得了珠三角典型淤泥质土与粉质粘土HS模型参数,并以珠三角某地铁车站深基坑开挖工程为例,验证了硬化土模型及其UMAT子程序用于模拟软土地层深基坑力学性态的可行性。

关键词：硬化土本构模型 ABAQUS软件二次开发地铁车站深基坑数值模拟

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黄河冲积粉土地区深基坑变形三维有限元分析

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建筑结构 2023年第13期53卷 152-156,122页

作者：何海英曹明明杨伟涛王刚袁雄杰杜子博张景伟中国建筑第七工程局有限公司郑州450004 郑州大学土木工程学院郑州450001

依托黄河流域冲积粉土地区深基坑工程,采用大型岩土工程有限元软件PLAXIS 3D建立了深基坑三维有限元模型,土体采用硬化土本构模型,分析了基坑开挖对围护结构及周边环境变形的影响,研究了围护桩嵌固深度及地下水位对基坑围护结构变形的... 详细信息

依托黄河流域冲积粉土地区深基坑工程,采用大型岩土工程有限元软件PLAXIS 3D建立了深基坑三维有限元模型,土体采用硬化土本构模型,分析了基坑开挖对围护结构及周边环境变形的影响,研究了围护桩嵌固深度及地下水位对基坑围护结构变形的影响。结果表明:采用硬化土本构模型能较好地预测黄河流域冲积粉土围护结构的变形和周边沉降;随围护桩嵌固深度增大,基坑围护结构水平位移减小,但减小的幅度也越来越小;考虑降水的基坑围护结构水平位移远小于不考虑降水情况,应做好降水措施,防止围护结构变形过大。

关键词：黄河冲积粉土地区深基坑硬化土本构模型围护结构变形围护桩嵌固深度

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盾构近接穿越对桥梁桩基及土体的影响分析

盾构近接穿越对桥梁桩基及土体的影响分析

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作者：魏洋洋福州大学

学位级别：硕士

随着城市地下空间和轨道交通的快速发展,尤其在建构筑物和管线密集分布的中心城区,新建地铁区间隧道近接穿越既有建(构)筑物桩基础的情况较为普遍。随着盾构不断推进,自隧道开挖边界到地层深部的一定范围内发生应力重分布,诱发隧道周围... 详细信息

随着城市地下空间和轨道交通的快速发展,尤其在建构筑物和管线密集分布的中心城区,新建地铁区间隧道近接穿越既有建(构)筑物桩基础的情况较为普遍。随着盾构不断推进,自隧道开挖边界到地层深部的一定范围内发生应力重分布,诱发隧道周围地层变形和地表沉降,同时为保证邻近建(构)筑物、地下管网等的结构安全与正常使用,应将周围地层变位控制在允许范围之内。由于既有桩基往往先于盾构隧道建成,不具备对桩基受力和变形进行现场实测研究的条件,同时近接施工影响因素复杂多变,也缺少合理的理论分析方法对盾构和桩基础的相互影响进行定量分析。因此,如何预测盾构隧道施工过程对既有建筑桩基础的附加受力和变形的影响,并提出合理的应对措施,是地铁建设过程亟需要解决的问题。本文结合福州轨道交通1号线盾构穿越洗马桥桩基施工,通过施工监控与数值模拟相结合的方法,研究分析盾构开挖对邻近桩基及土体的影响因素,本文所做工作与所得结论如下。(1)通过现场监测手段,研究紧邻桩基条件下,盾构隧道开挖对周围土体的影响规律。重点分析了地表土体沉降、各深度处土体水平位移及各深度处土压力随着盾构不断开挖而发生的变化情况,得出了盾构推进对周围土层的影响规律。(2)硬化土本构模型能较好的反应盾构隧道开挖的加卸载行为,本文为了深入分析盾构隧道开挖对邻近地下结构物的影响,在FLAC3D进行数值计算过程中结合Visual Studio软件二次开发了硬化土本构模型。(3)以福州轨道交通1号线下穿洗马桥桩基工程为背景,建立了盾构穿越既有桩基的三维数值模型,分析了盾构施工过程中,邻近桩基的变形及内力响应、隧道衬砌的内力响应、周围土层的水平位移变化和地表沉降变化。(4)以上述工程背景为原型,通过改变隧道埋深、土体内摩擦角、土体黏聚力、隧道中心线与桩基距离等四个因素,模拟出81个工况。进而通过回归分析,研究一般场地条件下以及背靠桩基条件下的变化规律,拟合出关于土体水平位移的经验公式。

关键词：盾构隧道桩基硬化土本构模型三维有限元经验公式

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小型预制桩基础承载特性数值模拟研究

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湖南工业职业技术学院学报 2021年第1期21卷 97-100页

作者：刘畅杨天恩曹子祥扬州工业职业技术学院江苏扬州225127

本文建立硬化土本构模型,针对江苏省软土地区的土质条件选取数值计算参数,通过PLAXIS 2D软件对小型预制桩在的单桩水平受荷及竖向受荷进行数值模拟,得到桩身弯矩沿桩长的分布以及荷载-位移曲线,分析小型预制桩基础桩身弯矩的分布特点,... 详细信息

本文建立硬化土本构模型,针对江苏省软土地区的土质条件选取数值计算参数,通过PLAXIS 2D软件对小型预制桩在的单桩水平受荷及竖向受荷进行数值模拟,得到桩身弯矩沿桩长的分布以及荷载-位移曲线,分析小型预制桩基础桩身弯矩的分布特点,并探求其在水平及竖向荷载作用下的承载特性,进而能够为小型预制桩基础工程设计以及计算方面提供一定的参考依据。

关键词：小型预制桩承载特性数值模拟硬化土本构模型

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