非饱和土的简化固结理论及在土木工程中的应用

洒脱

　“地球上大部分的土处于非饱和状态,很多国家都曾经或正在遭受非饱和土所带来的危害,并且损失巨大。非饱和土固结问题是岩土工程中重要的研究内容,很多工程问题都要考虑到非饱和土固结过程的影响,对非饱和土固结理论的研究无论是在理论上还是在工程应用中,都具有十分重要的意义。  20世纪90年代初,国内外学者从不同角度相继推导出非饱和土变形和孔隙水流及气流的耦合方程组,建立了非饱和土力学的基本框架。该耦合方程组一般包含5个基本变量、3个位移分量、孔隙水压力和孔隙气压力,除此之外,在建立控制方程时还会用到多个中间变量和公式。虽然众多学者分别提出了相应的方程和公式,但这一多变量方程组的求解十分复杂。迄今为止,还没有公认较为成熟的非饱和土固结理论,并尚未进入实用化的阶段。  本文在总结前人研究成果的基础上,为了使非饱和土固结理论能应用于实际土木工程中,主要研究和探讨了以下三个方面的内容：非饱和渗流理论以及非饱和土应力场与渗流场的耦合关系式;非饱和土简化固结理论以及非饱和土简化固结理论方程式;非饱和土简化固结方程式的有限元程序编制和数值模拟。  1、阐述了土体的水土势理论,对非饱和渗流的基本理论、土水特征曲线和渗透性函数进行了分析和探讨。  2、以达西定律、质量守恒定律等为基础,推导出了考虑饱和度变化的土骨架应力场和渗流场的微分方程,并探讨了其相互作用的耦合机理。  3、从Biot固结理论出发,假定土的排气率为常量,推到出了非饱和土的简化固结理论及简化固结方程。  4、应用FELAC有限元自动生成软件编制有限元程序,结合实际问题对非饱和土简化固结理论进行了模拟分析和应用。  5、总结分析了所得结果,结果合理,对非饱和土固结理论实用化起到一定的促进作用。”
　宋艺，北京交通大学硕士学位论文，2014。

来源：元计算官方网站