小应变硬化模型(HSS)在Rayleigh波作用下场地响应分析中的应用 被引量：5

1

作者 施有志 林树枝 杨荣华 《地震工程学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期896-902,共7页

为研究冲击荷载或地震作用下产生的,以Rayleigh波为主的面波对浅层地表土体动力响应特征以及数值模拟中土层阻尼的设置方法,以厦门地区浅层的素填土及粉质黏土为研究对象,采用有限元动力分析,土体本构采用小应变硬化模型(HSS),利用模型... 为研究冲击荷载或地震作用下产生的,以Rayleigh波为主的面波对浅层地表土体动力响应特征以及数值模拟中土层阻尼的设置方法,以厦门地区浅层的素填土及粉质黏土为研究对象,采用有限元动力分析,土体本构采用小应变硬化模型(HSS),利用模型本身的滞回环特性,输入变化的小应变参数,考察HSS模型的小应变参数对场地动力响应的影响,并与土体采用摩尔-库伦模型结合Rayleigh阻尼("MC+Rayleigh阻尼")的计算结果进行对比。研究表明:当采用带有滞回环的HSS模型时,波速随初始剪切模量Gref0的增大而增大,但振幅减小,残余变形量也有所减小;小应变参数γ0.7对波的影响较小;HSS模型能够给出残余变形量,而"MC+Rayleigh阻尼"由于本构模型为理想弹塑性模型,在卸载重加载条件下表现为纯弹性行为,无法反映出卸载重加载过程中塑性应变的积累及其累积阻尼效应;但HSS模型还不能够全面反映循环加载作用下塑性体积应变的累积,因此在考虑滞回阻尼的基础上,仍然建议借助Rayleigh阻尼来更加全面地模拟土体的实际阻尼特性。 展开更多

关键词 小应变硬化模型(hss) 瑞利阻尼 RAYLEIGH波 地震动力响应 有限元动力分析

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考虑扰动影响的土体小应变硬化模型参数试验研究及其在基坑工程中的应用 被引量：19

2

作者 白时雨 王文军 +1 位作者 谢新宇 朱德良 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期206-216,共11页

天然结构性土体容易受到各类施工扰动,导致土体物理力学性质改变,进而影响工程稳定、变形以及邻近环境。针对宁波两种典型土体,分别对原状土和轻、重扰动土以及重塑土开展了三轴试验及一维压缩试验,分析了扰动度对小应变硬化模型(HS-sma... 天然结构性土体容易受到各类施工扰动,导致土体物理力学性质改变,进而影响工程稳定、变形以及邻近环境。针对宁波两种典型土体,分别对原状土和轻、重扰动土以及重塑土开展了三轴试验及一维压缩试验,分析了扰动度对小应变硬化模型(HS-small model,简称HSS模型)主要参数的影响规律,并将其应用于宁波某基坑工程,利用Plaxis3D分析了考虑周边土体扰动影响的坑后土体水平位移变化。研究结果表明,扰动会使土体的强度及刚度参数降低。对于淤泥质黏土,轻扰动试样的参考切线模量E_(oed)^(ref)、参考割线模量E50ref及参考加卸载模量Eurref值分别降低14%、10%、2%,重扰动试样三参数分别降低43%、14%、15%,粉质黏土三参数也呈现相似降低趋势。在考虑土体扰动影响的情况下,基坑周边两个测斜孔的最大水平位移值分别增大13%、15%,更加接近实测值。研究结果可为小应变硬化模型的参数取值以及考虑扰动影响的基坑工程分析计算提供指导。 展开更多

关键词 结构性 扰动 小应变硬化模型(hss模型) 刚度参数 基坑开挖

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上海临港砂质粉土硬化土小应变模型参数研究 被引量：22

3

作者 陈尚荣 李通达 +1 位作者 梁发云 顾晓强 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第6期841-846,共6页

硬化土小应变模型(HSS模型)考虑了土体在小应变区域内刚度随应变的非线性变化,是土工数值分析中应用较为广泛的软土本构模型之一。上海地区软土的特性研究已取得了较为丰富的成果,但关于浅层砂质粉土的研究还不够全面。通过三轴固结排... 硬化土小应变模型(HSS模型)考虑了土体在小应变区域内刚度随应变的非线性变化,是土工数值分析中应用较为广泛的软土本构模型之一。上海地区软土的特性研究已取得了较为丰富的成果,但关于浅层砂质粉土的研究还不够全面。通过三轴固结排水剪切试验,三轴固结加卸载试验,固结试验以及共振柱试验,获得上海临港地区浅层砂质粉土的硬化土小应变本构模型的试验参数,包括土体的初始剪切模量、土体强度参数和加卸载模量等。将试验结果与已有文献的相关数据进行对比分析,试验结果可为上海地区浅层砂质粉土的深基坑工程数值分析提供参考数据,具有工程参考价值。 展开更多

关键词 硬化土小应变模型(hss模型) 小应变刚度 三轴试验 固结试验 共振柱

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厦门地区典型地层HS-small模型小应变参数敏感性分析 被引量：14

4

作者 施有志 阮建凑 吴昌兴 《科学技术与工程》 北大核心 2017年第2期100-105,共6页

小应变硬化模型(HS-small模型)是以HS模型为基础提出的一种能反应土体小应变特性的本构模型,除了包含HS模型参数外,还包含两个小应变参数和,可以反映土体在小应变状态下呈现高度的非线性、高模量等特性。为了研究小应变参数对深基坑数... 小应变硬化模型(HS-small模型)是以HS模型为基础提出的一种能反应土体小应变特性的本构模型,除了包含HS模型参数外,还包含两个小应变参数和,可以反映土体在小应变状态下呈现高度的非线性、高模量等特性。为了研究小应变参数对深基坑数值分析结果的敏感性,针对厦门地区典型土层,采用HS-small模型,通过有限元模拟某深基坑工程的施工过程,开展小应变参数对地表沉降及围护墙弯矩的敏感度分析,并研究参数随基坑开挖的演化规律。结果表明:在厦门地区在深基坑数值分析中,取值对地表沉降和围护墙弯矩值的影响较大,的取值影响相对小;粉质黏土和残积砂质黏性土的小应变参数对结果起到重要的影响;前期开挖,粉质黏土起控制作用,后期开挖,残积砂质黏性土起控制作用。 展开更多

关键词 小应变硬化模型(hss) 小应变参数 敏感性分析 深基坑 数值分析

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地铁深基坑开挖效应土体小应变参数敏感性分析——以厦门地区为例 被引量：11

5

作者 施有志 林树枝 赵花丽 《工程地质学报》 CSCD 北大核心 2016年第6期1294-1301,共8页

小应变硬化模型(HSS)可以同时考虑土体剪切硬化和压缩硬化,以及土体剪切模量在微小应变范围内随应变衰减的行为,因此在深基坑开挖数值分析中具有很好的适用性。为研究厦门地区土层HSS模型刚度参数E^(ref)_(50),G^(ref)_(0)和γ0.7对深... 小应变硬化模型(HSS)可以同时考虑土体剪切硬化和压缩硬化,以及土体剪切模量在微小应变范围内随应变衰减的行为,因此在深基坑开挖数值分析中具有很好的适用性。为研究厦门地区土层HSS模型刚度参数E^(ref)_(50),G^(ref)_(0)和γ0.7对深基坑数值分析结果的敏感性,基于敏感性分析和正交试验原理,选择厦门地区典型土层残积砂质黏性土、粉质黏土和淤泥质土,以坑外地表沉降值及围护墙的最大弯矩值作为控制指标,分别进行了单一控制土层的参数敏感性研究。结果表明:要在深基坑数值分析中精确计算地表沉降和围护墙弯矩,最重要是控制好土层G^(ref)_(0)的取值,其次是E^(ref)_(50),而γ0.7的影响相对小一些;随开挖深度加深,G^(ref)_(0)对地表沉降的影响逐渐降低,E^(ref)_(50)和γ0.7的影响有所提高;E^(ref)_(50)对围护墙弯矩的影响随开挖进行有所降低,G^(ref)_(0)和γ0.7的影响则有增大趋势,其中G^(ref)_(0)相对较明显。土体小应变行为对于基坑施工效应有重要影响,在相关设计和施工中应予以重视。分析结果可为深基坑有限元分析中获得更合理的地层变形和结构内力响应提供有益参考。 展开更多

关键词 小应变硬化模型(hss) 刚度参数 敏感性分析 深基坑 数值分析

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土体小应变刚度特性的试验研究 被引量：24

6

作者 顾晓强 陆路通 +1 位作者 李雄威 居尚威 《同济大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期312-317,共6页

土体的小应变刚度在深基坑或隧道开挖等以变形控制为主的工程中是起决定性作用的参数.利用固结仪、应力路径三轴仪和共振柱联合测定江苏常州地区3个典型土层原状土的小应变刚度特性,得到了土体小应变硬化模型(HSS)的相关参数,包括土体... 土体的小应变刚度在深基坑或隧道开挖等以变形控制为主的工程中是起决定性作用的参数.利用固结仪、应力路径三轴仪和共振柱联合测定江苏常州地区3个典型土层原状土的小应变刚度特性,得到了土体小应变硬化模型(HSS)的相关参数,包括土体的初始剪切模量、模量退化曲线、土体强度参数、加卸载模量等.分析了土体有效应力对土体小应变刚度特性的影响,并对如何选择合适的小应变模型参数提出了初步建议. 展开更多

关键词 土体刚度 小应变硬化模型 固结试验 三轴试验 共振柱

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杭州富水粉砂水泥土HSS模型参数实验研究 被引量：13

7

作者 赵保 田雷 +3 位作者 赵伟阳 王哲 史吏 李超群 《浙江工业大学学报》 CAS 北大核心 2021年第1期53-59,共7页

基坑开挖数值模拟分析常采用小应变硬化模型(HSS模型)模拟土体,搅拌桩等常用基坑加固措施均涉及水泥改性土。针对杭州富水粉砂土及其水泥改性土(水泥掺量分别为8%,16%,24%),进行了标准固结实验、三轴固结排水剪切实验、三轴固结排水加... 基坑开挖数值模拟分析常采用小应变硬化模型(HSS模型)模拟土体,搅拌桩等常用基坑加固措施均涉及水泥改性土。针对杭州富水粉砂土及其水泥改性土(水泥掺量分别为8%,16%,24%),进行了标准固结实验、三轴固结排水剪切实验、三轴固结排水加卸载实验和共振柱实验等系列室内实验,获得了粉砂土及其水泥土的HSS模型参数,结果表明HSS模型中的强度和模量相关参数均随着水泥掺量的增加而增大。特别明确了粉砂土及其水泥土固结切线模量Eoed^ref、三轴切线模量E50^ref 和加载模量Eur^ref之间的比例关系,并和已有文献的相关数据进行了对比分析,证明了笔者实验结果的可靠性。 展开更多

关键词 小应变硬化模型 hss模型 富水粉砂 水泥土 水泥掺量

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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

8

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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矩形管廊顶管施工对邻近管线的影响研究 被引量：27

9

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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紧邻铁路深厚淤泥层基坑支护对策及影响研究 被引量：12

10

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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邻近地铁砂层基坑微变形动态控制及监测研究 被引量：2

11

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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黏土中地下连续墙支护结构的稳定性分析 被引量：11

12

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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桩基施工对邻近顶管隧道的扰动影响 被引量：13

13

作者 卞荣 龙月 +2 位作者 贺雷 闫斌 张琪 《科学技术与工程》 北大核心 2021年第18期7551-7557,共7页

预制桩静压施工会对桩周土体产生一定的扰动,进而对邻近既有顶管电缆隧道产生影响。顶管电缆隧道对管节的偏转和变形要求十分严格,一旦变形过大就会产生严重影响。为了确保顶管电缆隧道的正常使用,通过数值方法计算了预制桩静压施工对... 预制桩静压施工会对桩周土体产生一定的扰动,进而对邻近既有顶管电缆隧道产生影响。顶管电缆隧道对管节的偏转和变形要求十分严格,一旦变形过大就会产生严重影响。为了确保顶管电缆隧道的正常使用,通过数值方法计算了预制桩静压施工对邻近顶管电缆隧道的影响,通过K0固结不排水剪切试验确定了软土小应变范围的参数取值,分析了桩长、桩-隧间距以及桩基挤土量对于隧道变形的影响。参考相关规范,以5 mm和15 mm变形扰动值为依据分别划分了预制桩静压施工对隧道变形强、弱影响区,为既有顶管电缆隧道周围的桩基施工提供相应的参考。 展开更多

关键词 顶管电缆隧道 影响范围 数值计算 邻近桩基施工 硬化土小应变(hss)本构模型

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