【摘 要】
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近年来,数值模拟方法已广泛应用于分析各种不同的实际工程问题,但数值分析结果的准确性在很大程度上取决于土体本构模型与实际力学行为的匹配程度,以及模型参数与土体实际状态的真实参数之间的差别程度。由于原状砂卵石地层单个石块颗粒大、强度高,很难通过常规的室内试验来测得其土体参数,在一定程度上增加了砂卵石地层中的工程数值分析的难度。为了合理、高效、准确的获取原状砂卵石土的本构参数,本文以北京地区典型砂卵石地
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近年来,数值模拟方法已广泛应用于分析各种不同的实际工程问题,但数值分析结果的准确性在很大程度上取决于土体本构模型与实际力学行为的匹配程度,以及模型参数与土体实际状态的真实参数之间的差别程度。由于原状砂卵石地层单个石块颗粒大、强度高,很难通过常规的室内试验来测得其土体参数,在一定程度上增加了砂卵石地层中的工程数值分析的难度。为了合理、高效、准确的获取原状砂卵石土的本构参数,本文以北京地区典型砂卵石地层为研究对象,基于硬化土(HS)模型的框架,分别开展了室内大型三轴试验、有限元模型验证、离散元缩尺模型三轴模拟试验,对北京地区典型砂卵石地层HS模型的关键参数进行了研究。主要得出以下结论:(1)通过室内固结排水剪切试验、加载-卸载-再加载试验及标准固结试验,分别得到基于硬化土本构模型的三个刚度参数:三轴压缩试验的参考割线模量E50re f、卸载再加载试验的参考割线模量Eurre f和固结试验的参考切线模量Eoere df,建立了北京地区典型砂卵石地层HS模型的三个关键刚度参数的比例关系,为北京地区砂卵石地层工程数值模拟提供了一定的经验参考作用。(2)采用有限元软件MIDAS建立北京王府井某基坑的数值模型,利用室内试验得到的比例关系对砂卵石地层土体进行赋值,以地表沉降量和围护桩水平变形为指标进行数值结果与实际监测数据的对比,结果表明室内试验所得关键刚度比例关系对北京地区砂卵石地层工程数值模拟具有一定的适用性。(3)为探索内砂卵石土试验的简化途径,采用级配缩尺的方法,利用颗粒流软件PFC得出各级配替代料的三轴试验数值应力应变曲线。经拟合发现缩尺前后参考割线模量E50ref比值与试样最大粒径D比值之间成指数相关。
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