砂土各向异性临界状态模型及砂质海床板锚承载特性评价

摘要：

砂土组构各向异性及演化显著影响其力学行为,对砂土海床中板锚等承载特性有重要影响.基于各向异性临界状态理论框架(ACST),引入考虑组构各向异性非共轴流动法则,建立了砂土各向异性非共轴模型,并嵌入有限元ABAQUS;通过引入正则化技术,显著降低了砂土应变局部化导致的网格依赖性.基于不同应力路径砂土单元试验和砂土中板锚上拔离心试验,验证了上述模型;探究了不同组构沉积海床(沉积角α0 为0°,45°,90°)中平板锚的上拔特性.研究表明:①同一应力水平和密实度下,平板锚的上拔峰值承载力随α0 的增大而提高,因为高α0 海床中的砂土组构演化更快、导致峰值摩擦角更高.②如忽略组构各向异性影响,并基于三轴压缩数据标定模型参数,可使砂土中板锚承载力高估达100%;因为各向同性模型在满足三轴压缩预测条件下会高估其他路径下(如三轴伸长、单剪)的砂土强度.③传统极限平衡法不考虑组构各向异性,只能合理预测沉积角α0=0°时锚板承载力,但低估了α0为 45°,90°时的上拔承载力.

关键词：各向异性砂土本构、非共轴各向异性流动法则、正则化技术、有限元模拟、平板锚、承载力

所属期刊栏目：45

分类号：TU441(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家重点研发计划;国家自然科学基金;国家自然科学基金;浙江省自然科学基金项目

在线出版日期：2023-11-14（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：2346-2356