人工冻土黏弹塑性本构参数反分析研究

摘要：

通过大量的人工冻结黏土蠕变试验研究，获得在高偏应力下人工冻结黏土具有显著的蠕变特性：当应力水平较低时，人工冻土发生黏弹性蠕变变性；当应力水平较高时，人工冻土发生黏塑性蠕变变性。因此，以西原模型为基础，增加一个黏弹性元件项和用抛物线屈服函数代替塑性屈服项，构建了高应力下抛物线型黏弹塑性蠕变本构模型。改进的西原模型可以较好描述人工冻土剪切蠕变特性。基于小生境技术的遗传算法和人工冻土黏弹塑性模型有限元理论，在FEPG（有限元程序生成器）自动生成平台上研发了位移反分析程序。利用现场实测数据对深井冻结井筒开挖过程进行了位移反分析，获得了与试验相一致的冻土本构力学模型参数，数值分析结果与实测数据之间的误差在6%以内，反演结果验证了模型的可行性。冻结井筒开挖过程的位移反分析获得的人工冻土本构模型参数，能反映冻结壁施工过程和有效冻结范围内冻土本构参数平均值，因而具有广泛的代表性，对冻结壁应力场、位移场和稳定性预测具有重要工程意义。

关键词：遗传算法、位移反分析、人工冻土、黏弹塑性本构模型、FEPG

分类号：TU445(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金No.41271071；中国博士后科学基金No.2013M531496。

在线出版日期：2013-11-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：3091-3095