淤泥质土堤防沉降变形分析与数值模拟

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淤泥质土属于软土的一种,具有软土的一般特性,其含水量高、强度低、固结慢,还具有一定的触变性和流变特性。使得淤泥质土土层上堤防的堤基沉降较大,安全性较低,影响堤防的正常使用。因此,需要对淤泥质土的沉降特性及沉降规律进行研究。传统的沉降计算方法的精确度不高,随着科学技术的不断发展,科研、设计工作者以固结理论为基础,借助计算机进行沉降分析,试图得出精度更高的沉降值。采用合理有效的计算参数、计算模型、模拟软件等进行沉降分析,具有很大的工程意义。  本文依托于安徽青弋江分洪道工程,针对安徽芜湖区域淤泥质土工程特性,研究分析已有的典型沉降分析方法,并借助于大型数据分析软件Matlab和有限元分析软件Abaqus进行淤泥质土堤防的沉降分析。具体的工作内容如下:  (1)堤防现场取样,进行淤泥质土的物理力学特性参数室内试验,分析淤泥质土各参数之间的相关性,探讨堤防工程淤泥质土的力学特性。  (2)对国内外的沉降理论和计算方法进行对比分析,探讨各种方法的优缺点。  (3)结合工程实测数据,采用曲线拟合法、S型曲线、组合预测等多种预测方法进行沉降预测,并与Asaoka法预测的最终沉降进行对比,最终得出三点法的拟合度最高,组合预测要优于单项预测。  (4)运用Abaqus有限元软件,采用D-P模型为淤泥质土本构模型,计算堤防沉降和应力变化,并与实测沉降值进行比较,验证模拟结果的可靠性。并分析了D-P模型中土体参数对预测的最终沉降的影响,其影响因子由小到大分别为:初始孔隙比、β和ψ、变形模量、泊松比。
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