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Strength reduction and step-loading finite element approaches in geotechnical engineering 被引量:23
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作者 Yingren Zheng Xiaosong Tang +2 位作者 Shangyi Zhao Chujian Deng Wenjie Lei 《Journal of Rock Mechanics and Geotechnical Engineering》 SCIE 2009年第1期21-30,共10页
The finite element limit analysis method has the advantages of both numerical and traditional limit equilibrium techniques and it is particularly useful to geotechnical engineering.This method has been developed in Ch... The finite element limit analysis method has the advantages of both numerical and traditional limit equilibrium techniques and it is particularly useful to geotechnical engineering.This method has been developed in China,following well-accepted international procedures,to enhance understanding of stability issues in a number of geotechnical settings.Great advancements have been made in basic theory,the improvement of computational precision,and the broadening of practical applications.This paper presents the results of research on(1) the efficient design of embedded anti-slide piles,(2) the stability analysis of reservoir slopes with strength reduction theory,and(3) the determination of the ultimate bearing capacity of foundations using step-loading FEM(overloading).These three applications are evidence of the design improvements and benefits made possible in geotechnical engineering by finite element modeling. 展开更多
关键词 finite element limit analysis method strength reduction step-loading embedded anti-slide piles reservoir slope FOUNDATION
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NONLINEAR STABILITY OF TRUNCATED SHALLOW SPHERICALSHELL WITH VARIABLE THICKNESS UNDERUNIFORMLY DISTRIBUTED LOAD
2
作者 严圣平 《Applied Mathematics and Mechanics(English Edition)》 SCIE EI 1997年第10期0-0,0-0+0-0,共6页
In this paper, to begin with. the nonlinear differential equations of a truncaled shallow spherical shell with variable thickness under uniformal distributed load are linearized by step-by-step loading method. The lin... In this paper, to begin with. the nonlinear differential equations of a truncaled shallow spherical shell with variable thickness under uniformal distributed load are linearized by step-by-step loading method. The linear differential equations can be solved by spline collocanon method. Critical loads have been obtained accordingly. 展开更多
关键词 truncated shallow spherical shell with variable thickness nonlinear stability step-by-step loading method spline collocation method
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复杂载荷下阶梯轴变形的简化积分常数法
3
作者 赵佳 孙自强 +1 位作者 梁松 闫明 《机械设计与制造》 北大核心 2025年第5期38-40,45,共4页
传统弯矩积分法求解复杂载荷下阶梯轴变形,需要分段建立弯矩方程进行积分运算,积分常数的确定十分繁杂且极易出错。为节约计算成本提升计算效率,提出求解复杂载荷下阶梯轴变形的积分常数简化法。首先建立一种阶梯轴的力学模型,再借助奇... 传统弯矩积分法求解复杂载荷下阶梯轴变形,需要分段建立弯矩方程进行积分运算,积分常数的确定十分繁杂且极易出错。为节约计算成本提升计算效率,提出求解复杂载荷下阶梯轴变形的积分常数简化法。首先建立一种阶梯轴的力学模型,再借助奇异函数得到不同阶梯段积分常数之间的关系,推导出阶梯轴简化积分常数变形公式并将其程序化,然后采用工程实例进行阶梯轴变形求解并与传统弯矩积分法进行对比。结果表明:该方法与传统弯矩积分法求解得到的曲线重合度高,验证了简化积分常数法的可行性与准确性,为工程中快速、准确地求解阶梯轴变形提供了新的理论参考。 展开更多
关键词 复杂载荷 阶梯轴变形 简化积分常数法 程序化
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船舶大功率负载起动方式选择及应用
4
作者 唐文合 谈萍 +2 位作者 刘冰 李屹 赵彬睿 《广东造船》 2025年第3期39-42,共4页
船舶电网的稳定性是船舶安全运营的核心保障。本文针对船舶大功率负载的起动方式选择问题,系统分析了直接起动、星三角起动、自耦降压起动、软起动及变频起动的技术特点,提出了基于瞬态电压降校核、起动转矩匹配及分级加载能力的综合选... 船舶电网的稳定性是船舶安全运营的核心保障。本文针对船舶大功率负载的起动方式选择问题,系统分析了直接起动、星三角起动、自耦降压起动、软起动及变频起动的技术特点,提出了基于瞬态电压降校核、起动转矩匹配及分级加载能力的综合选择方法。通过某型船案例分析,验证起动方式选择的可行性,并制定了全船大功率负载的分级起动策略。该研究为船舶电力系统设计提供了理论依据与工程实践参考。 展开更多
关键词 船舶电网 瞬态电压降 起动方式 分级加载
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隧道CD法施工不同开挖台阶长度对围岩稳定的影响
5
作者 赵树林 孟令东 +4 位作者 刘中欣 张万里 杨永军 危君安 刘佳怡 《水力发电》 2025年第3期64-70,共7页
为模拟某Ⅴ级围岩隧道CD法施工开挖过程,采用FLAC 3D软件,设计3、5、7 m和9 m等4种开挖台阶长度,从围岩变形特征、荷载分布特征和围岩损伤变化等3个方面,对比4种开挖台阶下围岩沉降及水平收敛、应力、塑性区的变化规律。结果表明:开挖... 为模拟某Ⅴ级围岩隧道CD法施工开挖过程,采用FLAC 3D软件,设计3、5、7 m和9 m等4种开挖台阶长度,从围岩变形特征、荷载分布特征和围岩损伤变化等3个方面,对比4种开挖台阶下围岩沉降及水平收敛、应力、塑性区的变化规律。结果表明:开挖初期围岩沉降速率快,变形在开挖面附近显著,表现出梯度分布,不同台阶长度下,围岩沉降和水平收敛变化趋势相似,并随着台阶长度的增加逐渐增大;围岩受力呈非线性变化,开挖面附近应力集中,远离开挖面应力逐渐减小;随着台阶长度的增加,围岩损伤加剧,主要为拉伸破坏,适当减小台阶长度可缩小损伤范围。 展开更多
关键词 隧道 CD法施工 台阶长度 围岩变形 荷载分布 损伤变化 数值模拟
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阶梯加载矩形波导栅慢波系统的研究 被引量:8
6
作者 路志刚 魏彦玉 +1 位作者 宫玉彬 王文祥 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2006年第5期349-354,共6页
提出了一种新型的毫米波行波管慢波结构———阶梯加载矩形波导栅慢波系统.考虑槽区内场的高次项,利用各阶梯相邻面的阶跃条件以及互作用区和加载区的场匹配条件,获得了该结构的色散方程,并导出耦合阻抗.讨论了主模在其中的传播情况,并... 提出了一种新型的毫米波行波管慢波结构———阶梯加载矩形波导栅慢波系统.考虑槽区内场的高次项,利用各阶梯相邻面的阶跃条件以及互作用区和加载区的场匹配条件,获得了该结构的色散方程,并导出耦合阻抗.讨论了主模在其中的传播情况,并分析了系统结构参数变化对慢波电路高频特性的影响.数值计算表明加载阶梯的尺寸对此结构内波的传播特性有很大影响,可以根据不同的要求来选取具体设计参数.该结果为进一步研究和设计此类行波管高频系统提供了理论基础. 展开更多
关键词 行波管 阶梯加载 场匹配方法 色散 耦合阻抗
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基于Markov参数精细积分法的载荷识别研究 被引量:7
7
作者 郭杏林 毛玉明 +2 位作者 赵岩 朱礼文 潘忠文 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第3期27-30,共4页
对于结构受多点分布动态荷载识别问题提出了精细正则化算法。基于状态空间描述建立了离散动力系统滑动平均模型,并应用2N算法精细计算了系统模型的马尔科夫(Markov)参数矩阵,给出了全局时间域内多点分布动态载荷识别问题的精细识别模型... 对于结构受多点分布动态荷载识别问题提出了精细正则化算法。基于状态空间描述建立了离散动力系统滑动平均模型,并应用2N算法精细计算了系统模型的马尔科夫(Markov)参数矩阵,给出了全局时间域内多点分布动态载荷识别问题的精细识别模型。针对载荷辨识模型求解过程中遇到的方程病态问题,采用正则化截断奇异值分解技术进行处理。通过有限元数值模型仿真,验证了所提出方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 精细积分法 载荷识别 病态问题 滑动平均模型 正则化
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EPS颗粒轻质混合土蠕变特性试验研究 被引量:9
8
作者 高洪梅 刘汉龙 刘金元 《河海大学学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 2010年第4期402-406,共5页
利用双联高压固结仪,采用分级加载和分别加载方式,对新型填土材料EPS颗粒轻质混合土的蠕变性进行了对比试验研究,并基于试验结果建立了压缩蠕变本构关系式.试验结果表明:EPS颗粒轻质混合土呈现衰减蠕变特性,不出现急剧流动阶段;压力越大... 利用双联高压固结仪,采用分级加载和分别加载方式,对新型填土材料EPS颗粒轻质混合土的蠕变性进行了对比试验研究,并基于试验结果建立了压缩蠕变本构关系式.试验结果表明:EPS颗粒轻质混合土呈现衰减蠕变特性,不出现急剧流动阶段;压力越大,达到蠕变稳定的时间越长.由蠕变本构关系式计算的蠕变变形与试验数据对比表明,这种蠕变本构关系式总体上能够反映这种新型填土材料的蠕变特性,可应用于工程实践. 展开更多
关键词 EPS颗粒轻质混合土 分别加载 分级加载 陈氏叠加法 高压蠕变仪 蠕变模型
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用弹簧质量模型求解三点弯曲试样的动态应力强度因子 被引量:21
9
作者 李玉龙 刘元镛 《固体力学学报》 CAS CSCD 北大核心 1994年第1期75-79,共5页
用弹簧质量模型求解三点弯曲试样的动态应力强度因子李玉龙,刘元镛(西安西北工业大学,710072)关键词动态应力强度因子,等效刚度,等效质量,阶跃载荷,有限元法1引言动态起裂韧性K;d(》)是含裂纹体在冲击载荷作用下,... 用弹簧质量模型求解三点弯曲试样的动态应力强度因子李玉龙,刘元镛(西安西北工业大学,710072)关键词动态应力强度因子,等效刚度,等效质量,阶跃载荷,有限元法1引言动态起裂韧性K;d(》)是含裂纹体在冲击载荷作用下,起裂控制设计的一个基本参数,象静态... 展开更多
关键词 材料力学 弯曲试验 应力强度因子
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土钉墙支护极限高度的有限元分析与拟合 被引量:4
10
作者 俞建霖 何萌 +2 位作者 张文龙 龚晓南 应建新 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期1447-1453,共7页
利用地基极限承载力的有限元分析法求解思路分析基坑工程中土钉墙支护的极限高度,研究土钉墙支护的主要影响因素与极限高度之间的变化规律,具体包括地基土体黏聚力、内摩擦角、土钉长度、边坡坡角、地基土体弹性模量和复合土体弹性模量... 利用地基极限承载力的有限元分析法求解思路分析基坑工程中土钉墙支护的极限高度,研究土钉墙支护的主要影响因素与极限高度之间的变化规律,具体包括地基土体黏聚力、内摩擦角、土钉长度、边坡坡角、地基土体弹性模量和复合土体弹性模量等因素。通过拟合分析方法,重点考虑地基土体黏聚力、内摩擦角、土钉长度、边坡坡角4个主要因素,提出计算土钉墙支护极限高度的经验公式,该公式在垂直开挖无支护情况下即为无支护下竖直陡坡的临界高度理论解。通过2个工程实例分析,证明了采用经验公式的计算结果与工程实际情况比较吻合,对基坑工程的设计和分析具有借鉴和参考价值。 展开更多
关键词 土钉墙支护 极限高度 增量有限元法 影响因素 拟合公式
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应用有限元技术计算螺栓联接的方法研究 被引量:16
11
作者 陆秉权 王海龙 +1 位作者 周小飞 吴功翠 《黑龙江电力》 CAS 2004年第2期100-102,共3页
采用有限元技术,应用ANSYS程序软件分析螺栓联接问题,建立计算模型,施加边界条件并进行求解,得到螺栓联接结构的应力分布情况。该种计算方法能够充分考虑螺栓联接结构的应力集中和接触特性的影响,可用于解决大型水轮发电机组部件联接等... 采用有限元技术,应用ANSYS程序软件分析螺栓联接问题,建立计算模型,施加边界条件并进行求解,得到螺栓联接结构的应力分布情况。该种计算方法能够充分考虑螺栓联接结构的应力集中和接触特性的影响,可用于解决大型水轮发电机组部件联接等问题。 展开更多
关键词 螺栓联接 接触 预紧力 载荷步 有限元法
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移动荷载过桥的精细计算 被引量:6
12
作者 余华 吴定俊 项海帆 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2009年第5期17-21,共5页
对于作用点位置随时间连续变化的移动荷载,本文采用精细积分法求解桥梁结构动力平衡方程,用Her-mite插值函数模拟节点等效荷载,并推导出常量移动荷载在任意时间步长内的Duhamel积分格式,包括时间步长的开始和结束时刻集中荷载分别在同... 对于作用点位置随时间连续变化的移动荷载,本文采用精细积分法求解桥梁结构动力平衡方程,用Her-mite插值函数模拟节点等效荷载,并推导出常量移动荷载在任意时间步长内的Duhamel积分格式,包括时间步长的开始和结束时刻集中荷载分别在同一个单元、相邻单元和不相邻单元三种情况。数值算例表明,即使采用最大时间步长,本文提出的方法仍可求得高精度数值解,与其它数值方法比较具有明显优势。 展开更多
关键词 精细积分法 HERMITE插值 移动荷载 时间步长 Duhamel积分
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散体材料桩复合地基沉降计算的分层总和法探讨 被引量:14
13
作者 曹文贵 刘海涛 张永杰 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第8期984-990,共7页
在深入研究散体材料桩复合地基沉降变形机理基础上,考虑到散体材料桩复合地基由于受载或变形引起桩土孔隙率变化导致桩土变形力学参数变化的特点,建立出散体材料桩复合地基桩土变形模量和泊松比与变形的关系模型。然后,基于散体材料桩... 在深入研究散体材料桩复合地基沉降变形机理基础上,考虑到散体材料桩复合地基由于受载或变形引起桩土孔隙率变化导致桩土变形力学参数变化的特点,建立出散体材料桩复合地基桩土变形模量和泊松比与变形的关系模型。然后,基于散体材料桩复合地基沉降计算的非线性特征,引进传统分层总和法和分级加载的思想,提出了刚性基础下散体材料桩复合地基沉降计算新方法。该方法避免了复合地基桩土压缩曲线和经验修正系数的使用,也考虑了散体材料桩复合地基桩土相互作用的影响,完善了散体材料桩复合地基沉降计算的理论与方法。最后,通过工程实例计算与分析,并与其它方法进行比较,表明了本文方法的合理性与可行性。 展开更多
关键词 刚性基础 散体材料桩 沉降 孔隙率 变形模量 分层总和法 分级加载
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均布载荷作用下变厚度开顶扁球壳的非线性稳定问题 被引量:5
14
作者 严圣平 《应用数学和力学》 CSCD 北大核心 1997年第10期947-952,共6页
本文首先应用逐步加载法将具有硬中心的开顶扁球壳在均布载荷作用下的非线性微分方程组线性化,然后利用样条配点法解线性微分方程组,得到了临界载荷的数值.
关键词 扁球壳 非线性稳定性 逐步加载法 载荷作用
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考虑模量变化与三维应力影响的地基沉降分析方法 被引量:4
15
作者 曹文贵 李鹏 +1 位作者 许烜 贺敏 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第3期142-148,共7页
鉴于三维应力作用下土变形模量变化的根本原因在于体积变化,首先视地基土是由孔隙与土颗粒骨架组成的两相介质,将地基土单元抽象为空心球壳单元,利用Walsh公式及体积应力作用下的球壳位移计算公式,导出了地基土变形模量、土颗粒骨架变... 鉴于三维应力作用下土变形模量变化的根本原因在于体积变化,首先视地基土是由孔隙与土颗粒骨架组成的两相介质,将地基土单元抽象为空心球壳单元,利用Walsh公式及体积应力作用下的球壳位移计算公式,导出了地基土变形模量、土颗粒骨架变形模量与地基土孔隙率之间的关系模型,在此基础上,考虑地基土变形模量变化的非线性特征,引进分级加载思想,建立了增量体积应力作用的地基土变形模量变化的递推关系模型,然后,考虑三维应力影响,联合引进分层总和与分级加载的思想,利用前述地基土增量体积应力作用的地基土变形模量变化的递推关系模型,建立了新的地基沉降分析方法.该方法不仅能反映三维应力及变形模量变化对地基沉降分析的影响,还能有效避免地基土压缩试验曲线或地基静载试验曲线的使用.通过工程实例计算,并与现有同类分析方法进行比较分析,表明了本文模型与方法的合理性与优越性. 展开更多
关键词 地基 沉降 三维应力 变形模量变化 分层总和 分级加载
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基于Eshelby等效夹杂原理的地基沉降分层总和分析方法探讨 被引量:3
16
作者 曹文贵 许烜 +1 位作者 李鹏 贺敏 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2016年第6期59-65,共7页
本文针对地基土变形模量变化影响地基沉降分析的问题。首先,从细观力学机理入手,引入本征应变的概念并利用Eshelby等效夹杂原理,研究土体细观结构与宏观性能之间的关系,建立了土体变形模量、土颗粒骨架变形模量与土孔隙率之间的关系模... 本文针对地基土变形模量变化影响地基沉降分析的问题。首先,从细观力学机理入手,引入本征应变的概念并利用Eshelby等效夹杂原理,研究土体细观结构与宏观性能之间的关系,建立了土体变形模量、土颗粒骨架变形模量与土孔隙率之间的关系模型。随后,针对地基变形的非线性特征,引进分级加载思想,建立了在初始地应力和附加应力作用下的地基土变形模量以及孔隙率的递推变化关系模型。然后,引进分层总和和分级加载思想以及增量广义虎克定律,建立了能反映地基土变形模量变化影响的地基沉降计算方法。该方法充分体现了地基沉降变形的非线性特征,不仅能反映变形模量变化对地基沉降分析的影响,还能有效避免地基沉降分析须采用地基土压缩试验曲线或地基静载试验曲线。最后,通过工程实例计算,并与现有同类方法进行比较分析,表明了本文方法的合理性与优越性。 展开更多
关键词 地基沉降 变形模量变化 体积应力 分层总和 分级加载
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紧急控制下最优切机切负荷方案的快速算法 被引量:30
17
作者 王彪 方万良 罗煦之 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期82-87,共6页
提出了一种紧急控制下基于快速时域仿真的最优切机切负荷算法,包括快速时域仿真和最优切机切负荷2部分,以形成紧急控制策略表。最优切机切负荷问题实质上属于最优控制问题,又因切机和切负荷控制变量是常量,从而可方便地利用控制参数进... 提出了一种紧急控制下基于快速时域仿真的最优切机切负荷算法,包括快速时域仿真和最优切机切负荷2部分,以形成紧急控制策略表。最优切机切负荷问题实质上属于最优控制问题,又因切机和切负荷控制变量是常量,从而可方便地利用控制参数进行求解。充分考虑梯度的物理意义和切机切负荷的离散特性,提出了"微步离散法",并从稳定判据、积分步长和微步系数对该算法做进一步的改进。通过新英格兰39节点算例验证了所提方法具有快速、准确、实用和无收敛性问题等特点。 展开更多
关键词 切机切负荷 控制参数化 微步离散法
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链传动多边形效应实时传动数学模型构建与仿真 被引量:8
18
作者 杨仁民 张学昌 +1 位作者 韩俊翔 李加林 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2017年第6期821-826,共6页
针对目前缺乏有效的数学模型来表述由于多边形效应对链传动的实时影响,建立了从动链轮实时运动状态数学模型。通过4阶R-K法求解方程,得出从动链轮的实时运动状态。根据求解结果可知,链传动过程中除了链轮链节接触产生碰撞载荷外,还存在... 针对目前缺乏有效的数学模型来表述由于多边形效应对链传动的实时影响,建立了从动链轮实时运动状态数学模型。通过4阶R-K法求解方程,得出从动链轮的实时运动状态。根据求解结果可知,链传动过程中除了链轮链节接触产生碰撞载荷外,还存在固有的动载荷冲击。通过分析链条的姿态,链传动实际上是"蠕动向前"的过程。分析了传动比、初始相位角对于传动过程平稳性的影响。最后,通过分析理论计算值与Adams仿真值之间的差距,发现理论值与仿真值之间的平均差值为0.34%,证明所建方程能够比较好地反应传动过程。 展开更多
关键词 链传动 4阶R-K法 动载荷 蠕动 仿真
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岩石变形破坏局部化的白光数字散斑相关方法研究 被引量:23
19
作者 潘一山 杨小彬 《实验力学》 CSCD 北大核心 2001年第2期220-225,共6页
本文采用白光数字散斑相关方法研究了岩石的变形局部化 ,通过实验测定了煤岩变形局部化的开始时刻、演化过程及局部化带的宽度 .
关键词 岩石 变形局部化 白光数字散斑相关方法 加载步
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基于孔隙介质模型的散体材料桩复合地基沉降分层总和分析方法 被引量:9
20
作者 曹文贵 唐旖旎 王江营 《湖南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第11期87-95,共9页
复合地基沉降计算是地基加固处理及相关设计的重要依据.基于刚性基础下散体材料桩复合地基沉降变形的特点,从桩与土微观变形力学机理研究入手,考虑其孔隙性质并引入孔隙介质分析方法,分别建立了反映桩与土表观变形力学参数与其骨架实际... 复合地基沉降计算是地基加固处理及相关设计的重要依据.基于刚性基础下散体材料桩复合地基沉降变形的特点,从桩与土微观变形力学机理研究入手,考虑其孔隙性质并引入孔隙介质分析方法,分别建立了反映桩与土表观变形力学参数与其骨架实际变形力学参数之间关系的孔隙介质模型.在此基础上,考虑桩与土变形力学参数的非线性特征,引进分级加载的思想,分别建立了附加应力和初始地应力对桩与土变形力学参数的影响模型,进而,建立了一种改进的散体材料桩复合地基沉降分层总和分析方法.通过工程实例分析并与现有方法计算结果进行对比,发现该方法不仅能反映桩和土变形力学参数随埋深和附加应力变化而变化的非线性特征,还能避免地基沉降计算中压缩试验曲线的使用,而且具有更高的计算精度,表明了该模型和方法的合理性与优越性. 展开更多
关键词 地基沉降 散体材料桩复合地基 刚性基础 孔隙介质模型 分级加载 分层总和法
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