軟土流變模型及其工程應(yīng)用.pdf

1、軟土是一種極其復(fù)雜的工程材料，其特殊的物質(zhì)成分和復(fù)雜的結(jié)構(gòu)決定了軟土復(fù)雜的工程特性。在傳統(tǒng)的土力學(xué)研究中，土被假定為彈性體或者彈塑性體，然而，無論是線性彈性體還是非線性的彈塑性體，其本構(gòu)關(guān)系都是應(yīng)力與應(yīng)變兩者之間的關(guān)系，與時間無關(guān)。而事實上，自然界土體的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系與時間緊密相關(guān)，因而在土體的本構(gòu)關(guān)系中加入時間因素極為必要。這種包括應(yīng)力、應(yīng)變和時間三者在內(nèi)的本構(gòu)關(guān)系就是基于粘彈塑性理論而建立的土的流變力學(xué)。越來越多的工程實例表明，巖土很

2、多工程的破壞都跟軟土流變有關(guān)。因而，研究軟土的流變特性具有重要的理論價值和實踐意義。 正如土的本構(gòu)關(guān)系在土力學(xué)中的重要性，土的流變本構(gòu)關(guān)系也是土流變研究的關(guān)鍵所在。因此，本文首先總結(jié)了以往研究軟土流變本構(gòu)模型的各種理論，分析了理論模型和經(jīng)驗?zāi)Ｐ偷臉?gòu)造及其優(yōu)缺點。針對軟土流變的非線性，建立一個簡化的半理論半經(jīng)驗的流變本構(gòu)組合模型，用理論模型描述流變的線性部分，用經(jīng)驗?zāi)Ｐ兔枋鲕浲亮髯兊姆蔷€性部分，并把它應(yīng)用于上海淤泥質(zhì)粘土的流變分析

3、中。其次，引入經(jīng)典的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)超強的非線性映射能力和容錯能力，根據(jù)廣東江門軟土蠕變試驗結(jié)果，建立廣東江門軟土流變的網(wǎng)絡(luò)本構(gòu)模型，既克服了以往分別按各分級載荷下蠕變試驗數(shù)據(jù)擬和出蠕變本構(gòu)模型使用不便的缺點，又克服了蠕變本構(gòu)關(guān)系式難以合理構(gòu)造的困難，并通過上海軟土蠕變試驗的進一步驗證，具有可考慮因素多、擬合精度高、泛化預(yù)測能力強、適應(yīng)性好等特點。最后，針對目前路基沉降計算和預(yù)測存在的困難和缺陷，引入了考慮流變的有限元計算