考虑部分排水条件下的柱孔扩张数值分析

摘要：

针对现有扩孔理论无法考虑土体部分排水条件问题,基于ABAQUS,采用修正剑桥模型(MCC)描述土体的应力-应变关系,建立部分排水条件下柱孔扩张数值模型,开展不同扩孔速率条件下的柱孔扩张数值分析.数值模型的计算过程分为初始、地应力平衡、载荷3个分析步,在载荷步中,对模型右边界施加与初始孔压相等的孔压来模拟排水条件,改变模型左边界的位移实现扩孔的过程,修改载荷步的计算时长来控制扩孔速率,并通过将数值解答与完全排水、完全不排水2种极限排水条件下的理论解答做对比,验证了数值模型的可靠性.针对修正剑桥模型5个本构参数(压缩参数λ,回弹参数k,泊松比v',应力比M,超固结比R)开展参数分析,获得了部分排水条件下柱孔扩张后孔壁处土体有效应力和超孔压的变化规律.结果表明:λ仅影响接近完全排水段的土体应力,对超孔压基本无影响;参数k对于部分排水段的土体应力和超孔压略有影响;当v'＞0.3后,可以明显发现其对有效应力和超孔压的影响增大;M的增加使得完全排水段和部分排水段的有效应力呈现出增大的趋势;考虑土体应力历史R时,在高超固结比情况下,完全排水段附近的有效应力曲线梯度为0的范围随着R的增大而增大,改变排水条件对土体应力的影响较小,同时高超固结比使得超孔压的消散速度更快;将5个独立变量进行对比分析发现,R对超孔压的影响明显大于其他4个参数.

关键词：道路工程、数值分析、部分排水、柱孔扩张、修正剑桥模型、有效应力、超孔压

所属期刊栏目：41

分类号：U443.15(桥涵工程)

资助基金：国家自然科学基金项目51978105,51778092

在线出版日期：2021-03-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：11-20