连续排水边界下一维固结不排水对称面的有限元分析

连续排水边界可以修正边界透水与不透水这两种极端理想化的边界问题。在Terzaghi一维固结理论的基础上,结合连续排水边界给出了连续排水边界下不排水对称面一维固结的解析解答。基于ABAQUS有限元软件开发了一维连续排水边界条件的子程序,对不排水对称面位置变化的影响因素包括边界透水性能、排水时间和渗透系数进行研究,得到了不排水对称面的变化规律。最后将该数值分析方法引入饱和软黏土中不同深度设置排水砂层进行比较,结果表明在不排水对称面位置处设置排水砂层时土体的固结速度是最快的。连续排水边界的引入有利于确定不排水对称面的位置,所得的结论和文中的有限元分析过程对促进固结理论的发展具有重要的实际价值和意义。

考虑土体自重的不排水对称面有限元分析

在Terzaghi一维固结理论的基础上,结合连续排水边界,推导了连续排水边界下考虑土体自重的一维固结不排水对称面的解析解答.基于ABAQUS有限元软件开发了考虑土体自重的连续排水边界子程序,将计算结果与所推导的解析解进行对比,验证了该计算方法及其边界子程序的正确性.通过分析土体在自重作用下不排水对称面的影响因素,并与未考虑土体自重下的情况进行了对比,得到了不排水对称面的变化规律.最后将该数值分析方法引入饱和软黏土中不同深度设置排水砂层进行比较,结果表明:考虑土体自重情况下在不排水对称面大部分时间移动的区间内设置排水砂层是较为合理的.

连续排水边界条件下考虑自重的地基一维固结分析

基于连续排水边界条件,建立考虑自重的地基一维固结方程,利用有限正弦Fourier变换方法,给出了解析解,然后通过数值方法获得不排水对称面,分析了界面参数和自重系数对不排水对称面的影响。针对实际工程中水平排水砂垫层铺设位置的优化问题,通过建立考虑土体自重下的固结数学模型,运用半数值半解析方法获得了土体在不同时间因数下设置排水砂垫层的最优位置。分析了水平排水砂垫层设置位置对地基固结度的影响,并进一步给出不同土体界面参数下砂垫层最优铺设位置与时间的关系图。结果表明:考虑土体自重的不排水对称面随时间变化,自重系数越大,不排水对称面越靠近土体底部;最优砂垫层铺设位置是随时间不断变化的。最后,通过一个算例表明考虑优化砂垫层对于固结时间效率的提高具有明显效果。