基于多元概率分布的土体硬化模型参数预测

1

作者 陶袁钦 潘孙珏徐 +1 位作者 孙宏磊 聂艳侠 《岩土力学》 北大核心 2025年第5期1392-1408,共17页

针对工程实际中土体硬化(hardening soil,简称HS)模型参数取值难的问题,建立了HS模型参数数据库HS-CLAY/9/196,并基于该数据库构建了HS参数的多元概率分布模型;通过易获得的常见土性参数测试数据更新难获得的HS参数的概率分布,并研究了... 针对工程实际中土体硬化(hardening soil,简称HS)模型参数取值难的问题,建立了HS模型参数数据库HS-CLAY/9/196,并基于该数据库构建了HS参数的多元概率分布模型;通过易获得的常见土性参数测试数据更新难获得的HS参数的概率分布,并研究了已知测试数据类型及类型量对HS参数更新的影响,提出了给定测试数据下HS参数(参考切线模量E_(oed)^(ref)、参考剪切模量E_(50)^(ref)和参考加卸载模量E_(ur)^(ref))的概率转换模型。结果表明:所建立的HS参数多元概率分布模型有效表征了HS参数的统计特征和互相关性;基于该多元概率分布模型,可通过贝叶斯更新综合利用多种土性参数测试数据,提高HS参数预测的准确性,预测不确定性随着已知测量数据类型量的增加而降低;在估计HS参数E_(oed)^(ref)、E_(50)^(ref)和E_(ur)^(ref)时,应优先考虑收集压缩模量E_(s1-2)、含水率w和孔隙比e等与目标参数具有强相关性的测试数据。 展开更多

关键词 土体硬化模型 土性参数 数据库 多元概率分布 贝叶斯更新

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基坑开挖数值分析中土体硬化模型参数的试验研究 被引量：310

2

作者 王卫东 王浩然 徐中华 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期2283-2290,共8页

土体硬化模型已成为基坑数值分析中最常用的本构模型之一,其应用的关键是计算参数的确定。首先采用薄壁取土器现场取得土样,通过基于GDS的三轴固结排水剪切试验、三轴固结排水卸载-再加载试验及标准固结试验获得了上海典型土层土体的三... 土体硬化模型已成为基坑数值分析中最常用的本构模型之一,其应用的关键是计算参数的确定。首先采用薄壁取土器现场取得土样,通过基于GDS的三轴固结排水剪切试验、三轴固结排水卸载-再加载试验及标准固结试验获得了上海典型土层土体的三轴试验应力-应变曲线和固结试验荷载-应变关系曲线。然后根据曲线确定了各土层的HS模型参数,建立了各土层HS模型参数中切线模量E oreedf、割线模量E 5r0ef、加载模量E urerf的比例关系,并探讨了这些模量与压缩模量E s1-2之间的比例关系。最后将各层的模型参数与模量间的比例关系与国内外其他软土地区的结果进行了比较。试验结果可作为上海地区及其他软土地区基坑工程数值分析中确定HS模型参数时的参考。 展开更多

关键词 土体硬化模型 参数 三轴试验 固结试验 GDS三轴仪 薄壁取土器 数值分析

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土体硬化模型参数试验研究及其在南昌地区基坑工程的应用 被引量：18

3

作者 刘伟煌 朱怀龙 +2 位作者 贺斯进 言建标 徐长节 《土木与环境工程学报（中英文）》 CSCD 北大核心 2021年第6期38-47,共10页

基坑开挖数值分析的关键在于土体本构的选择和计算参数的合理选取,硬化模型(HS模型)是应用较为广泛的模型之一。通过采用GDS空心扭剪试验仪(SS-HCA)和常规固结仪完成大量室内试验,获取了南昌地区软土层的硬化模型参数,对各层土参数中模... 基坑开挖数值分析的关键在于土体本构的选择和计算参数的合理选取,硬化模型(HS模型)是应用较为广泛的模型之一。通过采用GDS空心扭剪试验仪(SS-HCA)和常规固结仪完成大量室内试验,获取了南昌地区软土层的硬化模型参数,对各层土参数中模量之间的比例关系进行探讨,并将试验得到的结果与相关文献的结果进行比较和总结。运用PLAXIS有限元数值计算软件,对南昌某地下室深基坑工程进行数值模拟,土体本构模型采用程序内置的HS模型。结果表明,围护桩深层水平位移的实测数据与数值计算结果基本吻合,表明获取的HS模型参数及方法适用于南昌地区基坑开挖的数值分析。 展开更多

关键词 土体硬化模型 基坑工程 空心扭剪试验仪 室内试验

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基于土体硬化模型的紧邻铁路基坑变形分析 被引量：7

4

作者 薛清鹏 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2015年第2期39-42,92,共5页

研究目的:控制紧邻铁路运营线的深大基坑变形,是保证既有铁路安全运营的关键。在基坑数值分析中,其关键是选择合适的土体本构模型和计算参数。本文利用反分析的手段,通过将计算结果与现场监测数据进行对比分析,初步确定本工程采用的土... 研究目的:控制紧邻铁路运营线的深大基坑变形,是保证既有铁路安全运营的关键。在基坑数值分析中,其关键是选择合适的土体本构模型和计算参数。本文利用反分析的手段,通过将计算结果与现场监测数据进行对比分析,初步确定本工程采用的土体本构模型中主要岩土参数的数值,该方法对类似工程有一定的借鉴意义。研究结论:(1)利用反分析的手段,得出了本工程土体硬化模型高级刚度参数与土体压缩模量Es(0.1~0.2)的经验关系;(2)利用得到的参数,计算了基坑开挖引起的地面沉降量及围护桩弯矩值,与现场监测值及理正基坑计算结果吻合较好,目前该基坑工程已经完工,基坑围护结构保证了既有铁路安全运营的要求。(3)利用本文提出的反分析方法,通过土体压缩模量得到土体硬化模型高级刚度参数,对分析敏感环境条件下的基坑工程具有一定的参考价值。 展开更多

关键词 土体硬化模型 深基坑 既有线

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考虑土体硬化的基坑开挖性状及隆起稳定性分析 被引量：13

5

作者 张飞 李镜培 唐耀 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2012年第2期79-84,共6页

基坑开挖过程中,土体应力路径、卸载回弹再压缩特性与简单加载或卸载不同,采用常规的理想弹塑性模型模拟基坑开挖,得到的围护墙位移、坑内土体回弹以及坑外沉降较大。分析了基坑开挖不同区域土体的性状,采用土体硬化模型模拟基坑开挖的... 基坑开挖过程中,土体应力路径、卸载回弹再压缩特性与简单加载或卸载不同,采用常规的理想弹塑性模型模拟基坑开挖,得到的围护墙位移、坑内土体回弹以及坑外沉降较大。分析了基坑开挖不同区域土体的性状,采用土体硬化模型模拟基坑开挖的卸载与土体硬化行为,结合工程算例,对比土体硬化模型和理想弹塑性模拟以及实测的围护结构土压力、围护墙水平位移和坑外土体沉降,并利用强度折减法分析基坑的稳定性。计算结果表明,考虑土体硬化的HS模型有限元方法能体现土体卸载再加载与开挖的特性,所得土压力、围护结构水平位移以及基坑抗隆起稳定性符合软土地区基坑工程的实践。 展开更多

关键词 基坑工程 土体硬化模型 开挖卸载 土体性状 有限元强度折减法

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杭州典型软土硬化本构模型参数特性 被引量：1

6

作者 邓凌青 《中国农村水利水电》 北大核心 2023年第5期151-156,共6页

硬化本构模型(HS模型)由于可以更好地模拟软土加、卸载以及剪切与压缩硬化特性在基坑数值模拟中得到应用。以杭州地铁1号线彭埠站以北地块基坑为例,由于该基坑区域广泛分布深厚高灵敏性软土,软土HS模型参数取值对基坑开挖过程稳定性及... 硬化本构模型(HS模型)由于可以更好地模拟软土加、卸载以及剪切与压缩硬化特性在基坑数值模拟中得到应用。以杭州地铁1号线彭埠站以北地块基坑为例,由于该基坑区域广泛分布深厚高灵敏性软土,软土HS模型参数取值对基坑开挖过程稳定性及临近地铁隧道影响分析至关重要。通过常规三轴试验仪、标准固结仪和微型十字板剪切仪等进行了室内土工试验,获得了不同深度下基坑软土硬化模型的c’、φ’、Eoedref、E50ref、Eurref参数以及软土的触变比,探讨了软土的Eoedref、E50ref、Eurref与Es1-2之间比例关系,并与其他地区软土的HS模型参数进行对比分析。试验结果所得土体硬化模型参数可为软土地区基坑工程数值模拟提供参考。 展开更多

关键词 软土 土体硬化模型 参数 触变比

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矩形管廊顶管施工对邻近管线的影响研究 被引量：25

7

作者 张治成 林思 +2 位作者 王金昌 钱晖 刘敬亮 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S02期244-249,共6页

顶管施工引起的地层移动造成邻近管线产生不均匀沉降甚至破坏,而以往研究顶管、土体与邻近管线相互作用的有限元方法大多借鉴盾构的模拟方式,未考虑土体变形受到掘进机约束以及顶推的持续扰动作用的影响,造成计算结果不准确。基于Plaxis... 顶管施工引起的地层移动造成邻近管线产生不均匀沉降甚至破坏,而以往研究顶管、土体与邻近管线相互作用的有限元方法大多借鉴盾构的模拟方式,未考虑土体变形受到掘进机约束以及顶推的持续扰动作用的影响,造成计算结果不准确。基于Plaxis 3D平台建立管廊、土体及邻近管线相互作用的三维有限元模型,通过土体收缩率模拟地层损失带来的影响,并结合实测数据提出了适用于顶管施工特点的土体收缩率的确定方法。在此基础上,对顶管掘进参数进行敏感性分析,总结出施工的最优掘进参数。结果表明,基于土体收缩率模拟顶管施工的计算结果与实测数据吻合良好,模拟可靠。与既有研究相比,考虑了顶管施工过程中掘进机约束作用以及顶推持续扰动的作用,这与实际工程更加接近。 展开更多

关键词 顶管施工 地层损失 三维有限元 土体收缩 小应变土体硬化模型 地下管线

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Plaxis在板桩码头分析中的应用 被引量：12

8

作者 汤子扬 牛志国 陈春燕 《水利水运工程学报》 CSCD 北大核心 2013年第1期81-85,共5页

现行规范中关于板桩码头的受力计算分析方法均有一定的局限性,且都不能模拟桩土之间的相互作用,为此,运用有限元软件Plaxis对板桩结构的受力特性进行非线性有限元分析,并与竖向弹性地基梁法的计算结果进行对比.结果表明:现行板桩规范中... 现行规范中关于板桩码头的受力计算分析方法均有一定的局限性,且都不能模拟桩土之间的相互作用,为此,运用有限元软件Plaxis对板桩结构的受力特性进行非线性有限元分析,并与竖向弹性地基梁法的计算结果进行对比.结果表明:现行板桩规范中关于墙后主动土压力的假定与Plaxis计算结果不一致;土体硬化(HS)模型能更真实地反映土体的非线性特性;HS模型的土体参数中,内摩擦角最敏感,黏聚力和压缩模量次之,参数M最不敏感. 展开更多

关键词 PLAXIS 土压力分布 土体硬化模型 敏感性分析

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富水砂层刚度参数敏感性分析及地表沉降预测 被引量：7

9

作者 吴波 许杰 +2 位作者 黄惟 韦汉 智学民 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2020年第9期96-102,共7页

为了在富水砂层地铁盾构施工中保证施工安全,控制地表沉降是其重要措施。依托福州地铁盾构工程项目,利用正交试验方法,使用有限元软件Plaxis 3D建立25个数值分析模型,采用反分析的方法,确定富水砂层土体硬化模型(Harding-Soil model)主... 为了在富水砂层地铁盾构施工中保证施工安全,控制地表沉降是其重要措施。依托福州地铁盾构工程项目,利用正交试验方法,使用有限元软件Plaxis 3D建立25个数值分析模型,采用反分析的方法,确定富水砂层土体硬化模型(Harding-Soil model)主要刚度参数之间的关系;通过对各刚度参数进行极差分析与方差分析,确定土体硬化模型各刚度参数敏感性和显著性,建立刚度参数与地表沉降的数学模型。研究结果可以较好地对最大地表沉降进行预测,为富水砂层参数优化和盾构施工地表沉降预测提供理论基础。 展开更多

关键词 土体硬化模型 富水砂层 正交试验 敏感性分析 数学模型

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大跨度公铁合建斜拉桥主塔沉井基础沉降变形分析 被引量：3

10

作者 谭国宏 肖海珠 +1 位作者 杜勋 胡文军 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期1113-1120,共8页

高速铁路桥梁基础整体沉降对桥梁线型控制至关重要,而规范中计算整体沉降的分层总和法在深大沉井基础中的适用性有待商榷。以大跨度公铁合建斜拉桥深大沉井基础为工程背景,分别采用摩尔-库仑模型(M-C)、土体硬化模型(HS)和小应变土体硬... 高速铁路桥梁基础整体沉降对桥梁线型控制至关重要,而规范中计算整体沉降的分层总和法在深大沉井基础中的适用性有待商榷。以大跨度公铁合建斜拉桥深大沉井基础为工程背景,分别采用摩尔-库仑模型(M-C)、土体硬化模型(HS)和小应变土体硬化(HSS)模型,通过有限元方法,得到了相应的基础沉降曲线。与现场监测数据对比表明,采用HSS模型得到的计算结果与实测值吻合较好。在此基础上,对后续重要施工阶段的沉降趋势进行了合理的预测。与此同时,针对该工程的深大沉井基础,对现有规范分层总和法中的沉降经验系数进行了修正,在该工程中,建议将沉降系数修正为0.13。 展开更多

关键词 大跨度斜拉桥 沉井基础 基础沉降 小应变土体硬化模型(HSS) 分层总和法

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紧邻铁路深厚淤泥层基坑支护对策及影响研究 被引量：12

11

作者 于廷新 《铁道标准设计》 北大核心 2021年第4期52-56,共5页

沿海地区淤泥层深厚,大量基坑造成紧邻铁路位移超标,严重影响安全运营。目前类似基坑支护及影响研究尚不成熟、亟待研究。依托紧邻铁路的深厚淤泥层基坑实例,采用小应变土体硬化高级模型(HSS)进行三维数值分析,并对各施工阶段现场监测,... 沿海地区淤泥层深厚,大量基坑造成紧邻铁路位移超标,严重影响安全运营。目前类似基坑支护及影响研究尚不成熟、亟待研究。依托紧邻铁路的深厚淤泥层基坑实例,采用小应变土体硬化高级模型(HSS)进行三维数值分析,并对各施工阶段现场监测,通过理论计算、数值分析、现场监测的对比分析,得出深厚淤泥层基坑对土体及铁路影响规律、保护铁路的被动区加固等对策。结果表明:数值分析法与实际监测基本吻合,结果可靠,弹性地基梁法结果偏小;铁路沉降及垂直铁路方向位移较大,两者基本相等,由基坑中部向两侧逐渐减小,沿铁路方向位移较小;桩深层水平位移最大值位于基坑底附近,坑外地表沉降最大值位于距坑边1.5倍基坑深度附近,基坑影响范围达5倍基坑深度;对铁路侧被动区采用搅拌桩裙边加固,其他侧被动区采用搅拌桩墩式加固,减少了铁路位移及工程造价。 展开更多

关键词 小应变土体硬化模型 淤泥 基坑 铁路 影响 有限元法

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新建海堤及吹填造陆对桥梁桩基影响数值分析

12

作者 姜建芳 占川 张超杰 《人民长江》 北大核心 2015年第S2期100-103,共4页

新建海堤及其内侧的吹填造陆施工会影响邻近桥梁桩基的内力与变形,可能危及桥梁的正常运行。利用Plaxis3D软件,地基土采用土体硬化模型,分析堤桥距离分别为200,250,300,350 m时,新建海堤及内侧吹填造陆对桥梁桩基的影响机理,为合理确定... 新建海堤及其内侧的吹填造陆施工会影响邻近桥梁桩基的内力与变形,可能危及桥梁的正常运行。利用Plaxis3D软件,地基土采用土体硬化模型,分析堤桥距离分别为200,250,300,350 m时,新建海堤及内侧吹填造陆对桥梁桩基的影响机理,为合理确定堤桥的安全距离提供依据。分析结果表明,新建海堤及内侧吹填造陆对桥梁桩基竖向位移及内力影响较小,不会影响桥梁桩基的承载力;施工对桥梁桩基水平位移影响较大,会影响桥梁桩基的安全运行。堤桥距离为300 m时,通过合理控制吹填速率,可使桩身最大水平位移满足设计要求。 展开更多

关键词 桥梁桩基 土体硬化模型 Plaxis3D 吹填造陆

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邻近地铁砂层基坑微变形动态控制及监测研究

13

作者 于廷新 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2021年第12期29-34,共6页

研究目的:深厚砂层基坑开挖及降水极易造成邻近地铁位移超标,鲜见敏感高级模型数值分析及动态调整研究依托武汉某紧邻地铁的深厚砂层基坑,采用敏感环境下小应变土体硬化高级模型进行三维数值模拟,创新性地提出支撑动态调整,通过研究及... 研究目的:深厚砂层基坑开挖及降水极易造成邻近地铁位移超标,鲜见敏感高级模型数值分析及动态调整研究依托武汉某紧邻地铁的深厚砂层基坑,采用敏感环境下小应变土体硬化高级模型进行三维数值模拟,创新性地提出支撑动态调整,通过研究及监测得出土体、桥墩和桩基变形特性以及微变形控制对策研究结论:(1)结合栈桥设计加强支撑布置及刚度,可有效减小桥墩位移的40%,由8.8 mm减为5.3 mm,降至控制标准内;(2)桥墩顶相对桩基顶因转角而位移放大明显,达1.5倍,故应严控桩基变形,桩基变形在基坑底存在显著转折点;(3)桥墩最大位移处与支撑平面计算最大位移处位置相同,数值分析与实际监测基本一致;(4)应在基坑与桥墩间设嵌入隔水层的超长止水帷幕,推荐采用TRD;(5)应采取检测、抽水试验、动态监测等多重措施确保止水帷幕质量;(6)本研究成果可供富水砂层地区地铁旁类似基坑借鉴。 展开更多

关键词 小应变土体硬化模型 深厚砂层 基坑 地铁 桥墩 对策 数值分析 降水

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堤坝软土碎石桩复合地基计算参数研究 被引量：6

14

作者 应宏伟 闫旭政 +4 位作者 周建 龚晓南 王阳扬 韩华超 侯靖 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期669-677,共9页

目前确定碎石桩复合地基参数时,工程界常采用碎石与原状土参数按平面面积占比叠加的简化方法进行计算,对其适用条件较少关注。以卢旺达那巴龙格河二号水电站高土石坝深厚覆盖层软弱地基处理项目为背景,基于PLAXIS有限元平台,对不同面积... 目前确定碎石桩复合地基参数时,工程界常采用碎石与原状土参数按平面面积占比叠加的简化方法进行计算,对其适用条件较少关注。以卢旺达那巴龙格河二号水电站高土石坝深厚覆盖层软弱地基处理项目为背景,基于PLAXIS有限元平台,对不同面积置换率下含碎石芯软黏土复合试样进行三轴固结排水试验数值模拟,经室内三轴试验验证了数值模拟方案的合理性。对软土碎石桩复合地基的桩-土作用机制和土体硬化模型计算参数进行研究,将所获参数应用于坝基的变形分析,并与传统参数叠加法和碎石桩墙法进行对比。结果表明:采用数值复合试样法确定的土石坝软土碎石桩复合地基参数是合理的,在计算复合地基沉降时误差小;传统参数叠加法低估了软土碎石桩复合地基的沉降,仅适用于低应力水平、高面积置换率的情况,并且会高估复合地基的强度参数。采用数值复合试样法参数对坝基变形的二维有限元分析表明,根据坝体高度不同采取不同置换率的碎石桩分区加固地基的优化方案是可行的。 展开更多

关键词 碎石桩 软土地基 三轴试验 有限元 参数叠加法 土体硬化模型

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黏土中地下连续墙支护结构的稳定性分析 被引量：11

15

作者 楼恺俊 俞峰 +1 位作者 夏唐代 马健 《浙江大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第9期1697-1705,共9页

以杭州地铁二号线文华路地铁站主体基坑为工程案例,应用PLAXIS 3D数值模拟软件,确定杭州典型黏土地区土体小应变硬化(HSS)模型的土体参数取值方法.基于可靠度理论及稳定性和经济性评价体系,将抗隆起稳定、抗倾覆稳定、支护结构侧向位移... 以杭州地铁二号线文华路地铁站主体基坑为工程案例,应用PLAXIS 3D数值模拟软件,确定杭州典型黏土地区土体小应变硬化(HSS)模型的土体参数取值方法.基于可靠度理论及稳定性和经济性评价体系,将抗隆起稳定、抗倾覆稳定、支护结构侧向位移控制这3种安全性模式分别作为单目标,分析单目标下的结构参数敏感性及其最优解;运用灰色关联度多目标优化算法确定地下连续墙支护结构设计参数的最优解.结果表明,土体小应变硬化模型适用于杭州典型黏土地区:对于该地区狭长型基坑的内撑式地下连续墙支护结构,墙深是基坑抗隆起稳定性的决定因素,墙深和加固土深度对基坑抗倾覆稳定性的重要性相同,被动区加固土深度在坑底以下较差土层内还是基坑变形的主控参数.当考虑内支撑时,首道支撑对基坑变形控制起决定性作用;由灰色关联度多目标优化算法确定的结构设计参数最优解与实际结果接近. 展开更多

关键词 土体小应变硬化(HSS)模型 地下连续墙 有限元分析 灰色关联分析 多目标优化算法

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小型预制混凝土管桩基础抗拔承载特性数值模拟 被引量：2

16

作者 孙雅珍 刘畅 +1 位作者 陈文翰 王金昌 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2018年第2期346-351,共6页

采用HS硬化土土体本构模型,通过PLAXIS 3D有限元软件,针对浙江省软土地区试验工况,建立单桩、群桩的数值计算模型,研究不同布桩参数和不同水平载荷的作用对其抗拔承载力的影响,最后结合工程实例验证了硬化土本构模型的优越性及参数选取... 采用HS硬化土土体本构模型,通过PLAXIS 3D有限元软件,针对浙江省软土地区试验工况,建立单桩、群桩的数值计算模型,研究不同布桩参数和不同水平载荷的作用对其抗拔承载力的影响,最后结合工程实例验证了硬化土本构模型的优越性及参数选取方法的有效性.结果表明:硬化土本构模型及参数取值方法在小型桩承载特性分析方面更加全面和准确;小型桩群桩基础存在最优桩距,合理桩间距为5d左右;水平载荷在桩正常工作载荷条件下对其上拔承载力影响较小,但在加载后期会使抗拔承载能力有所降低.数值模拟所得相关结论对小型预制混凝土管桩基础的设计具有一定指导意义. 展开更多

关键词 小型预制混凝土管桩基础 抗拔承载特性 硬化土土体本构模型 桩径 桩长 桩间距 桩数

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