U.L.描述的大变形固结理论及其有限元分析

本文依托国家自然科学基金资助项目《大变形固结理论及其有限元 法》（NO.59879021），基于非线性连续介质力学基本原理，针对饱和软粘 土的固结性状，采用修正拉格朗日描述（Updated Lagrangian Formulation） 进行了大变形固结有限元分析，推导了U.L.描述的增量有限元方程并在大 变形固结分析软件LSCFEA中补充了相应的程序，使之可以进行U.L.描述 的大变形固结有限元分析。 在大变形固结有限元分析时，需要在连续方程中引入大变形的体应变 度量，但精确的体变度量表述使得方程的形式非常复杂难以进行有效计算 分析。本文对体应变的不同描述方法作了对比分析，结果表明在大变形有 限元分析中引入小变形的体应变度量方法在很大范围内是理想的，并可以 简化计算过程，提高计算效率。 本文利用补充后的软件LSCFEA进行了软土地基的大变形固结分析， 讨论了地基的沉降、侧向位移和孔隙水压力的变化，对U.L.法、T.L.（完 全拉格朗日描述）法和小变形分析方法的计算结果进行了对比分析，讨论 了大小变形分析的差异。 针对T.L.法和U.L.法的差别，对比分析了二者的时间效率，并对二 者的适用性作了初步探讨。