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基于压缩试验成果的路基沉降非线性弹性Biot固结有限元法
  • ISSN号:0451-0712
  • 期刊名称:《公路》
  • 时间:0
  • 分类:TU411.5[建筑科学—岩土工程;建筑科学—土工工程]
  • 作者机构:[1]长安大学公路学院,西安市710064, [2]广东省路桥建设发展有限公司,广州市510635
  • 相关基金:国家自然科学基金项目,项目编号50708077
作者: 张连成[1,2]
中文摘要:

Biot固结理论的流固耦和机理较为严密,但应用中若不注意路基模量的合理取值,将严重影响预估沉降的准确性。基于规范中使用的压缩试验成果和割线模量法,结合路基多维沉降性状,提出相应的非线性弹性模型。将该模型应用于Biot固结理论,建立了考虑模量随埋深和固结过程变化的Biot固结控制方程,并推导了FEM方程,设计了具有快速收敛性的余量迭代算法。算例分析结果表明,不考虑模量变化的几种常用方法存在较大偏差。本文方法有助于提高预估路基沉降的精度。

英文摘要:

Although the coupling mechanism of seepage and deformation in Biot's consolidation theory (BCT) is strict, the simulation results using BCT are usually influenced severely, if not taking into account of roadbed's modulus with an appropriate value. On the basis of the results of both the compression test adopted by the norm and the method of secant modulus of compression, a new nonlinear elastic model concerning multi-dimensional performance of roadbed is presented and applied to BCT in this paper. The governing differential equations and the corresponding FEM equations considering the variation of modulus with both depth and consolidation process are formulated. Moreover, a new residual iteration algorithm with rapid convergence is proposed. Through the analysis of a case study, the results show that the conventional method estimates roadbed settlement with a considerable deviation from the proper value. The presented FEM can be valuable to improve the prediction precision of settlement for more practical roadbed projects.

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期刊信息
  • 《公路》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国交通建设集团有限公司
  • 主办单位:中国交通建设集团有限公司
  • 主编:谭昌富
  • 地址:北京东四前炒面胡同33号D座
  • 邮编:100010
  • 邮箱:paper@chn-highway.com
  • 电话:010-52190555
  • 国际标准刊号:ISSN:0451-0712
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1668/U
  • 邮发代号:2-81
  • 获奖情况:
  • 1996年获第二届全国优秀科技期刊三等奖,1992年6月被评为交通部优秀期刊,公路运输类核心期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:31458