›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (S1): 125-130.doi: 10.16285/j.rsm.2015.S1.021

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

考虑孔压积累-消散耦合的等效有限元方法

钱建固1, 2,林志果1, 2,马 霄1, 2   

  1. 1. 同济大学 地下建筑与工程系,上海 200092;2. 同济大学 岩土及地下工程教育部重点试验室,上海 2000923
  • 收稿日期:2015-03-10 出版日期:2015-07-11 发布日期:2018-06-14
  • 作者简介:钱建固,男,1972年生,博士,教授,博士生导师,主要从事地下工程及岩土力学方面的研究与教学工作
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(No.41272291,No.51238009)

Equivalent finite element method considering coupling pore pressure accumulation and dissipation

QIAN Jian-gu1, 2, LIN Zhi-guo1, 2, MA Xiao1, 2   

  1. 1. Department of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China; 2. Key Laboratory of Geotechnical and Underground Engineering of Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 200092, China
  • Received:2015-03-10 Online:2015-07-11 Published:2018-06-14

摘要: 交通荷载往复作用下饱和软土路基会发生显著的工后沉降,并引起不均匀沉降。采用基于室内循环三轴或空心圆柱扭转试验建立的经验显式模型与等效有限元相结合方式,在预测路基长期沉降方面取得了较好的效果。然而,其采用的瞬时积累、逐步消散的孔压模型与实际工程中孔压积累与消散同时进行有着明显的差异。忽略这种差异将会使得计算结果低于实际值。采用能反映自然排水条件下震动孔压长消规律的解析公式,对以上的不足作出改进,并用改进的孔压模型计算了上海浦东国际机场第一跑道的长期运营沉降。分析表明,与瞬时积累、逐步消散的孔压模型相比,考虑孔压积累与消散耦合效应的孔压模型,计算结果更接近实测资料。

关键词: 交通荷载, 长期沉降, 孔压积累与消散, 等效有限元

Abstract: Significant post-construction settlement will be induced under the action of cyclic traffic load in saturated soft soil subgrade and it is also responsible for most differential settlement. To predict the long-term settlement of subgrade, experiential explicit constitutive models based on cyclic triaxial test or hollow cylinder test is combined with equivalent finite element method and it has achieved good effect. The pore pressure model used above is accumulating instantly and dissipating gradually, but the true pore pressure model is accumulation and dissipation proceeding simultaneously. This difference between them will make the settlement calculated by older pore water pressure model be smaller than normal. This paper improves the pore pressure model used currently by applying an analytical expression which can reflect the rules of pore pressure accumulation and dissipation under condition of vibration and natural drainage; and the improved model is used to predict the long-term settlement of the first runway subgrade in Shanghai Pudong International Airport. Compared with the current model’s result, the result based on improved model is closer to the measured actual data.

Key words: traffic load, long-term settlement, pore pressure accumulation and dissipation, equivalent finite element method

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[1] 王家全, 仲文涛, 黄世斌, 唐毅, . 模块式加筋土挡墙模型试验及静动力学性能研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(5): 1435-1444.
[2] 王裘申, 徐超, 张振, 沈盼盼, 吴伟成, 张逍, . 交通荷载下加筋土桥台工作性能试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(12): 3416-3425.
[3] 吕玺琳,方 航,张甲峰 ,. 循环交通荷载下软土路基长期沉降理论解[J]. , 2016, 37(S1): 435-440.
[4] 高广运 ,李绍毅 ,涂美吉 ,张先林,. 地铁循环荷载作用下交叉隧道沉降分析[J]. , 2015, 36(S1): 486-490.
[5] 王 娟 ,余海岁,. 道路安定理论的进展及其应用[J]. , 2014, 35(5): 1255-1262.
[6] 卢 正 ,姚海林 ,胡梦玲 ,陈 平,. 基于动变形控制法的路基临界高度与湿度关系研究[J]. , 2014, 35(1): 184-188.
[7] 魏新江 ,周 洋 ,魏 纲 . 土压平衡盾构掘进参数关系及其对地层位移影响的试验研究[J]. , 2013, 34(1): 73-79.
[8] 耿雪玉 ,于 洁 . 交通荷载下横观各向同性土的Biot固结分析[J]. , 2012, 33(5): 1366-1374.
[9] 黄 博,史海栋,凌道盛,陈云敏. 两种粉质黏土的动、静强度特性对比研究[J]. , 2012, 33(3): 665-673.
[10] 刘国彬 ,李 青 ,吴宏伟 . 地下水开采引起的次压缩对隧道长期沉降的影响[J]. , 2012, 33(12): 3729-3735.
[11] 熊 浩,高广运,王小岗. 层状地基中空沟对交通荷载的竖向隔振分析[J]. , 2011, 32(4): 1131-1137.
[12] 魏 星,王 刚,余志灵. 交通荷载下软土地基长期沉降的有限元法[J]. , 2010, 31(6): 2011-2015.
[13] 姜 岩,雷华阳,郑 刚,杨雄建. 动荷载作用下结构性软土微结构变化的分形研究[J]. , 2010, 31(10): 3075-3080.
[14] 温日琨,王常晶 ,陈云敏. 交通荷载引起的静偏应力对饱和软粘土变形影响[J]. , 2009, 30(S2): 119-122.
[15] 姚海林,卢 正,罗海宁,杨 洋. 交通荷载作用下Kelvin地基上不平整路面的动力响应分析[J]. , 2009, 30(4): 890-896.
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[1] 张宜虎,周火明,邬爱清. 结构面网络模拟结果后处理研究[J]. , 2009, 30(9): 2855 -2861 .
[2] 杨 光,孙 逊,于玉贞,张丙印. 不同应力路径下粗粒料力学特性试验研究[J]. , 2010, 31(4): 1118 -1122 .
[3] 闻世强,陈育民,丁选明,左威龙. 路堤下浆固碎石桩复合地基现场试验研究[J]. , 2010, 31(5): 1559 -1563 .
[4] 张常光,张庆贺,赵均海. 非饱和土抗剪强度及土压力统一解[J]. , 2010, 31(6): 1871 -1876 .
[5] 杨天鸿,陈仕阔,朱万成,刘洪磊,霍中刚,姜文忠. 煤层瓦斯卸压抽放动态过程的气-固耦合模型研究[J]. , 2010, 31(7): 2247 -2252 .
[6] 胡秀宏,伍法权. 岩体结构面间距的双参数负指数分布研究[J]. , 2009, 30(8): 2353 -2358 .
[7] 李卫超,熊巨华,杨 敏. 分层土中水泥土围护结构抗倾覆验算方法的改进[J]. , 2011, 32(8): 2435 -2440 .
[8] 张桂民 ,李银平 ,施锡林 ,杨春和 ,王李娟. 一种交互层状岩体模型材料制备方法及初步试验研究[J]. , 2011, 32(S2): 284 -289 .
[9] 王 伟 李小春 李 强 石 露 王 颖 白 冰. 小尺度原位瞬态压力脉冲渗透性测试系统及试验研究[J]. , 2011, 32(10): 3185 -3189 .
[10] 胡 存,刘海笑,黄 维. 考虑循环载荷下饱和黏土软化的损伤边界面模型研究[J]. , 2012, 33(2): 459 -466 .