基于Goodman界面单元的加筋砂土变形破坏有限元数值分析

利用非线性弹塑性有限元,对无加筋砂土和采用光滑铜板的加筋砂土平面应变压缩试验结果进行从小变形到破坏的全过程数值解析。考虑到光滑铜板与砂土之间存在滑移,在有限元分析中采用Goodman连接单元作为界面单元。在有限元分析中还需考虑影响砂土变形强度的诸多特性,包括:(1)围压大小的相关性;(2)强度的各向异性;(3)峰值前应变硬化及峰值后应变软化的非线性特性;(4)剪胀性;(5)应变局部化及剪切带形成特性等。结果表明,利用建议的有限元方法得到的加筋砂土平面应变压缩的应变–应力关系与室内试验结果吻合较好,最大应力比和峰值前刚度非常接近试验结果;提出的有限元分析方法可以较准确地捕捉到砂土的剪切带发生、发展状况,合理地模拟加筋砂土的渐进性破坏特性以及加筋材和砂土之间的相互作用机制。

砂土地基中加筋深度效果研究(英文)

利用非线性弹塑性有限元对具有不同加筋层数砂土地基的一系列模型试验结果进行了较为全面的计算与分析。有限元解析中所采用的砂土本构模型以修正塑性应变能量为硬软化基本参量,它可以较为精确地模拟砂土的应力路径效果。作为解析对象的模型地基由干燥的日本丰浦砂组成,不同层数的加筋材平铺在条形基础下方。结果表明,利用这种精度较高的有限元解析方法对加筋砂土地基进行解析,可以较好地再现由于加筋层数(加筋深度)变化而带来的对承载力与变形的影响。尽管加筋宽度与基础宽度相同,但是随着加筋层数的增多,加筋砂土地基的承载力明显增大,加筋深度效果明显优于加筋宽板效果。另外,利用以上的有限元分析,也能合理地模拟砂土地基渐进性剪切破坏的现象以及加筋材的诱发引张内力,可以更加合理地认识和理解砂土地基中加筋深度补强机理。