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软土中静力触探贯入机理及土体参数变化对触探影响研究

软土中静力触探贯入机理及土体参数变化对触探影响研究

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作者：杜瀚洋沈阳建筑大学

学位级别：硕士

在岩土工程的众多原位测试实验中,静力触探已有的工程实例数据丰富,使用简便快捷,应用范围广泛,是最常见的原位实验之一,静力触探的机理与许多其它工程都有相类似的部分,如单桩承载力的计算,但在细节上有着一定的差别。因此对于静力触... 详细信息

在岩土工程的众多原位测试实验中,静力触探已有的工程实例数据丰富,使用简便快捷,应用范围广泛,是最常见的原位实验之一,静力触探的机理与许多其它工程都有相类似的部分,如单桩承载力的计算,但在细节上有着一定的差别。因此对于静力触探的机理进行研究是很有必要的。这些年国内外的许多学者对于静力触探的机理这一方向进行了很多不同角度的研究工作,虽然陆续也取得了许多研究成果,但是由于土自身力学性质的不确定性,和真实土体超高的复杂性使得对土体的建模很难与真实情况相符,又由于触探的过程中探头附近土体受力产生的变形幅度很大,会使模拟情况产生一定失真,这使得实验与模拟两种途径获得相应数据的方法都无法保证数据的准确性,这使得机理的研究有很高的难度和不确定性。所以时至今日对于静力触探机理研究的结果还是不能让人满意,大多数的研究成果都是通过实验及相应数据分析获得的,之前也有学者通过有限元软件建模对静力触探的过程进行模拟,以此分析其机理得到过一些论断,不过因为大家所建立的模型间差异都很大,所以各自所得的结果间差别也很大。本文采用ABAQUS的有限元软件对静力触探整个的贯入过程进行了模拟分析。并将分析的结果与前人实验所获得数据分析得到的公式进行比对。本文的主要研究内容:(1)介绍国内外对静力触探贯入机理研究的现状,对静力触探仪器规格及功能的发展历史进行介绍,对静力触探理论的发展过程,以及国内外学者总结出的经验公式或半经验公司进行介绍。(2)介绍前人对静力触探机理研究得到的不同承载力理论方法,并阐述这些理论的发展历史,原理假设,还有与其它理论相比较的优劣势。(3)通过有限元模拟软件Abaqus对静力触探的整个贯入过程进行了模拟,分析静力触探的贯入过程中以及贯入到达终点时土体的应力应变情况。(4)通过修改土体与静力触探结果相关的参数,如内摩擦角、粘聚力、弹性模量、泊松比,可以获得这些参数变化对锥尖阻力、侧摩阻力以及摩阻比的影响,并将这些数据在spss数据分析软件中进行回归分析,得出相应的回归方程。(5)同时改变土体的粘聚力c与内摩擦角,求出其对侧摩阻力的影响,建立粘聚力、内摩擦角与侧摩阻力之间的相关数据,并通过spss数据分析软件进行回归分析,得出相应二元回归方程。(6)对李琳实验获得的数据中的静力触探与三轴实验部分进行处理,选取其中静力触探得到的锥尖阻力、侧摩阻力和摩阻比,三轴实验得到的土体粘聚力与内摩擦角对这些数据进行检验剔除异常数据后,导入spss软件中进行回归分析得到相关的一元回归方程和二元回归方程,将这一结果与前面模拟过程中的结果进行比对分析。

关键词：静力触探贯入机理有限元土的物理参数

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