如何根据三轴试验确定flac 3d修正剑桥模型型中的参数

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2017-06-24 10:53 标签： 剑桥模型参数含义
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扩展剑桥模型参数的优化选择及其应用
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From the mathematical principles, the generalized potential theory can be employed to create constitutive model of geomaterial directly. The similar Cam-clay model, which is created based on the generalized potential theory, has less assumptions,clearer mathematical basis, and better computational accuracy. Theoretically, it is more scientific than the traditional Cam-clay models. The particle flow code PFC3 D was used to make numerical tests to verify the rationality and practicality of the similar Cam-clay model. The verification process was as follows: 1) creating the soil sample for numerical test in PFC3 D, and then simulating the conventional triaxial compression test, isotropic compression test, and isotropic unloading test by PFC3D; 2)determining the parameters of the similar Cam-clay model from the re 3) predicting the sample’s behavior in triaxial tests under different stress paths by the similar Cam-clay model, and comparing the predicting results with predictions by the Cam-clay model and the modified Cam-clay model. The analysis results show that the similar Cam-clay model has relatively high prediction accuracy, as well as good practical value.
土体的本构模型是高等土力学的重要内容,其中最经典的模型当属剑桥模型.英国剑桥大学的Roscoe于1963年提出了用于正常固结或者弱超固结粘土的剑桥模型,可以被视为现代土力学的开端.在此以后很多学者都在本构模型方面做出了很多研究,提出了很多新的模型,如拉德-邓肯模型、空间滑动面模型、S-clay1模型等.本文主要介绍S-clay1模型与剑桥模型的比较,并结合试验进行分析.本次试验采用的是GDS标准应力路径三轴试验系统,该系统测量精度高而且可以数字化操作,在测量精度和自动化程度上都比常规三轴试验先进很多.
通过ABAQUS有限元模拟软件分别建立了考虑渗流影响和不考虑渗流影响的基坑开挖非稳定渗流有限元模型，采用修正剑桥模型并考虑支护桩与土体的接触作用，研究了支护结构侧向变形、坑外地表变形以及坑底隆起量随着基坑开挖的变化规律。然后将两个模型的支护桩及基坑变形性状进行对比，发现渗流一应力耦合作用下的基坑变形大于非耦合情况下的变形，说明考虑渗流应力耦合的数值模拟方法能够较好地模拟基坑降水引起的支护结构及基坑土体变形特征。最后，为控制基坑变形和保护周围环境，在考虑渗流一应力耦合作用的基础上又研究了预留反压土对支护结构的作用及对基坑变形的影响，结果表明，基坑内侧预留反压土堤可有效降低基坑及支护结构的变形。
目的从损伤力学的角度，对传统的剑桥模型进行修正．方法通过建立一种土体损伤演化本构模型，研究常见的中心差分、Galerkin差分和全隐式差分等3种格式对Biot固结损伤有限元分析的影响变化规律．结果3种差分格式对利用Biot固结损伤有限元计算路基沉降和孔压时的影响很小，得到的解答基本一致；但Crank—Nicholson差分、Galerkin差分和全隐式差分等这三种积分常数在影响材料损伤发展方面不同，Crank—Nicholson差分影响最小，而全隐式差分影响最大；在影响材料硬化率方面，影响规律与损伤发展影响规律正好相反，即Crank—Nicholson差分影响最大，而全隐式差分影响最小．结论修正后的模型对于解决包含此类问题的工程难题具有一定的参考价值．
吹填土的固结变形属于流-固耦合大变形问题，通常的有限元软件对此类问题的模拟分析较为困难，而利用FLAC3D对吹填土固结变形进行研究则十分便利，这主要表现为FLAC3D本身的算法更适合解决高度的非线性问题和流-固耦合问题。为了便于研究在真空预压过程中大窑湾吹填土的固结与变形特性，利用FLAC3D将修正剑桥模型和比奥固结理论相结合，分别用“面层负压法”和“节点负压法”模拟两种实际的真空压力施加方法，并通过数值计算对比了这两种方法在加固过程中沉降变化、位移变化及孔隙水压力变化的特点，计算结果表明“节点负压法”更有利于真空度在土体中的传递，相应的加固效果更好。
花岗岩残积土的变形与其结构性有密切的关系,通过室内实验,研究花岗岩残积土结构性的表现形式,探讨原状土与重塑土在剑桥模型中应力比、压缩参数、回弹参数的关系,提出适用于花岗岩残积土的结构性参数,并在剑桥模型中予以应用.
简要介绍了殷建华一维本构模型的相关知识,然后根据等向硬化的原理和剑桥模型的屈服面推导出殷建华饱和土在主固结阶段的本构关系方程,通过等向固结试验和三轴压缩试验得到模型参数,并应用Matlab软件把方程曲线与试验数据所得曲线进行拟合。从而为土体在主固结阶段的应力-应变关系提供更详细地描述。
土体的强度问题要远远复杂于金属材料,是目前的一个难点和热点问题。从已有的文献看,学者们提出了很多的强度理论模型,但这些模型大多建立在假设和实验的基础上,其更深层次的理论研究还比较欠缺。该文通过对随机均匀网状颗粒链结构土体模型分析,从理论上得到了类似于剑桥强度模型的帽子模型,且通过不同的假定,可以导出在?平面上的不同强度曲线(曲面)。得出结论:最保守情况下的强度曲线(曲面)是?平面上正六边形,在纵向为二次曲线型的帽子模型。另外发现,当颗粒链受到破坏,链长度越来越短时,强度曲面的顶点向无限远处移动,形成接近开口的强度曲面形式,也就是从剑桥帽子模型过渡到锥形的莫尔-库仑(Mohr-Coulomb)模型。也就是说,长颗粒链模型将剑桥模型和莫尔-库仑(Mohr-Coulomb)模型联系和统一了起来。
作用于坑顶的车辆荷载对于软弱基坑的变形和稳定具有重要影响,甚至可能成为相应的控制条件。本文基于珠江三角洲地区软弱基坑的一般特征,根据现行规范和已有研究成果,系统分析了坑顶车辆超载的计算模型和坑周土的本构模型,针对车辆荷载的拟静力单轴模型和土的修正剑桥模型建立了有限元计算模型,通过一个算例计算了坑顶车辆荷载作用下基坑在开挖与支护过程中坑周土体的变形规律和基坑的失稳特征,并进一步分析了坑顶车辆动载的影响深度及土的本构模型参数对变形规律的影响。结果表明,所选取的车辆计算模型和土的本构模型可以用于实际工程,计算结果可对支护结构的设计提供指导。
对真空预压法加固软土地基的效果进行了数值模拟分析，采用大型通用有限元程序Abaqus进行实际工程的模拟计算及分析，采用剑桥模型来模拟真空预压下土体的固结变形过程，说明真空预压法加固软土地基效果明显。
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来源：　　作者：姚甫昌,谢红建,何世秀
对修正剑桥模型的认识及试验模拟　 　　由于影响土体的本构关系的因素很多,对于具体的土工问题,建立能考虑影响土体的应力应变关系,在参数处理和计算方法选择及优化上又不复杂的简化模型,是一种可行的办法.如应用于砂土的邓肯-张模型,应用于粘土的修正剑桥模型,动力分析中的SEED模型.在不同的工况条件下,其应力应变关系也不同.譬如室内试验的固结不排水和固结排水试验,因固结排水试验需较长的时间,一般用固结不排水试验的有效凝聚力和有效内摩擦角代替固结排水试验的相应值,但仍不能确定后者的应力应变关系.笔者在室内试验的基础上,推导修正剑桥模型的主要参数,利用有限元计算软件MARC来模拟固结排水试验,考虑只计算应力场及计算应力场和渗流场耦合(BIOT固结理论)两种情况,并对模拟结果进行分析,论证了模拟的可行性.1　关于剑桥模型剑桥模型是英国剑桥大学的Roscoe和Burland根据正常固结粘土和弱超固结粘土的三轴试验,采用状态边界面的概念,由塑性理论的流动法则和塑性势理论,采用简单曲线配合法,建立塑性与硬化定律的函数.它考虑了静水压力屈服特性、压硬性、剪缩性,但破坏面有尖角,该点的塑性应变方向不易确定.其假定的弹性墙内加载仍会产生塑性变形(本文共计4页)　　　　　　　　　　
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