浅谈卸荷作用下软黏土变形特性试验与数值模拟研究

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1、武汉科技大学硕士学位论文卸荷作用下软黏土变形特性试验与数值模拟研究姓名：汪洪星申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：汤斌2010-10-26武汉科技大学硕士学位论文第I页卸荷作用下软黏土变形特性试验与数值模拟研究摘要卸荷作用下软黏土的变形特性对岩土工程中的变形计算非常重要，比如基坑工程中由于开挖引起的坑底隆起，堆载预压处理的地基超载卸荷后的回弹，等等。本文对照加载作用下软黏土的变形特性对卸荷作用下软黏土的变形特性进行室内试验探索，在此基础上，进行了针对试验的数值模拟研究以及针对实际工程例子的数值模拟研究。根据卸荷作用下软土变形特性室内试验，得到了在加载过程和卸荷过程中

2、的位移-时间关系曲线。通过对试验结果的分析，得出了以下的结论：（1）在卸荷的初始阶段，产生的回弹变形非常之小，当卸荷量升到一定大以后，回弹变形将会产生急剧的增加；（2）在每一级卸荷作用下，在卸荷刚发生的很短的一段时间内，将会发生很大的瞬间回弹，其后，其变形速率会衰减，直到不再产生更多的变形；（3）随着初始预压量的增大，卸荷回弹变形量也随着增大。应用有限元分析软件ABAQUS对试验进行了模拟，并且对模拟的结果进行了分析，得到了以下的结论：（1）在初始卸荷阶段和卸荷的最后阶段，利用修正剑桥模型计算的位移增量要比试验结果稍大，但是总的变形量与试验结果可以比较好吻合；（2）在每一

3、级的卸荷过程中，变形随时间的变化关系与试验结果可以较好吻合，都是在每一级卸荷的初始阶段产生占卸荷变形总量很大比例的瞬间回弹，然后，在随着时间的推进，逐渐的产生新的变形，但是变形速率较小，并且最后趋于稳定；（3）在加卸荷量相同的情况下，卸荷过程中的变形量比加载过程中的变形量小，大概只有加载过程中的变形量的十分之一。应用有限元分析软件ABAQUS对武汉新区的四新南路的堆载预压处理地基在超载预压卸荷后的变形状况进行了模拟，得到了以下的结论：（1）地基表面上的各点，随着与地基表面中心点的距离增大，其沉降减小，地基表面中心点的沉降最大，并且在距离为20m左右的时候开始有隆起；（2）

4、在地基经历了卸荷作用以后，沉降的地方有了回弹，而隆起的地方也有了回落；（3）地基土的表面中心点和距离中心点不远的地方的点的变形可以和填土的加卸荷的荷载曲线相适应，两者有相似的曲线形状；（4）在卸荷完成后，相对与卸荷开始之前，竖直轴线上的每一个点都发生了回弹，并且与变形的分布有相同的规律，都是从上往下越来越小。关键词：卸荷作用，软黏土，室内试验研究，数值模拟分析，工程实例分析武汉科技大学硕士学位论文第II页Thedeformationcharactertestandnumericalsimulationresearchforthesoftclayintheunloading

5、conditionAbastractThedeformationcharacterofthesoftclayintheunloadingconditionisveryimportantforthegeotechnicalengineeringdeformationcalculations,suchasinthebottomheavecalculatioincausedbytheexcavationinthefoundationditchengineering,andtheresilliencecalculationcausedbythesurchargepreloadin

6、gintheheappreloadingtreatedfoundation,andsoon.Comparedwiththeloadingindoortest,theunloadingindoortestisexcutedinordertoanlaysethedeformationcharacterofthesoftclayintheunloadingcondition,andbasedonthis,thenumericalsimilationresearchtotheindoortestandaengineeringexampleisdone.Thedisplacemen

7、t-timerelationshipcurveisgotfromtheindoortestforthedeformationcharacteranalysisofthesoftclayintheunloadingcondition,andthefollowingconclusionsaregainedfromtheanlaysisofthetestresults:(1)intheintialperiodofthewholeunloadingprocess,theresillienceamountisverysmall,andw