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第一章 绪论1

1.1土体的变形特性1

1.1.1非线性和非弹性1

1.1.2塑性体积应变和剪胀性2

1.1.3塑性剪应变3

1.1.4硬化和软化4

1.1.5应力路径和应力历史对变形的影响5

1.1.6固结压力的影响7

1.1.7各向异性8

1.1.8流变特性9

1.1.9结构性10

1.2土体本构模型研究进展12

1.2.1本构模型的发展12

1.2.2主要的本构模型形式14

1.3各向异性研究进展19

1.3.1 20世纪60年代以前的工作19

1.3.2 20世纪70～80年代左右的成果20

1.3.3 20世纪90年代至今25

1.4土的本构关系的检验29

1.4.1不同仪器的相同试验的检验30

1.4.2土的本构关系的检验31

1.5研究意义及研究内容33

1.5.1研究意义33

1.5.2研究内容34

参考文献34

试 验篇37

第二章 土体加卸荷真三轴试验研究37

2.1真三轴试验研究现状37

2.2试验思路39

2.3试验介绍39

2.3.1常规三轴试验39

2.3.2真三轴试验40

2.4试验成果41

2.4.1理论分析41

2.4.2试验曲线汇总44

2.5试验分析46

2.6小结48

参考文献48

第三章 土体球形压加卸荷GDS试验研究50

3.1试验土样50

3.2原状土样的常规压缩试验51

3.3原状土样的各向等压试验52

3.3.1试验目的52

3.3.2试验的应力路径53

3.3.3试验结果及其分析53

3.4不同应力路径下的球应力加载、卸载试验（CKC三轴仪）55

3.4.1考虑土体初始各向异性的球应力加载、卸载试验55

3.4.2考虑不同剪应力水平条件下的球应力加载、卸载试验57

3.5模拟真空预压加载、卸载应力路径的原状样试验（GDS三轴应力系统）60

3.5.1试验目的及试验方案60

3.5.2具体试验应力路径、试验结果及其分析61

3.6模拟真空预压加载、卸载应力路径的重塑样试验（GDS三轴仪）67

3.6.1试样制备67

3.6.2试验方案68

3.6.3重塑土试验应力路径、试验结果及其分析69

3.7小结74

参考文献74

第四章 土体小主应力向加卸荷平面应变试验研究75

4.1问题的提出75

4.1.1应力路径试验的研究75

4.1.2基坑开挖条件下典型的应力路径分析76

4.1.3平面应变试验的思路77

4.2模拟基坑开挖过程的试验研究78

4.2.1土体原始应力状态的模拟78

4.2.2排水条件的模拟79

4.3试验过程及结果79

4.3.1常规三轴试验79

4.3.2平面应变试验80

4.4试验分析86

4.5卸荷、加荷条件下的非线性切线弹性模量88

4.5.1土体的D-C模型88

4.5.2侧向卸荷条件下的非线性切线弹模公式推导90

4.5.3侧向加荷条件下的非线性切线弹模公式推导94

4.5.4竖向加荷条件下的非线性切线弹模公式推导94

4.6不同应力路径下的试验结果及分析95

4.6.1常规三轴试验95

4.6.2平面应变的侧向卸荷试验97

4.6.3平面应变的侧向加荷试验98

4.6.4平面应变的竖向加荷试验99

4.6.5试验的综合分析100

4.7小结103

参考文献104

理 论篇105

第五章 基于试验的土压力与侧向位移关系分析105

5.1引言105

5.2土体变形对土压力影响的机理105

5.3土压力与基坑支护结构位移间的关系106

5.3.1土压力与支护结构物位移间的关系106

5.3.2卸荷土体的应力-应变关系研究106

5.4主动侧土压力与侧向位移关系108

5.5被动侧土压力与侧向位移关系109

5.6小结110

参考文献111

第六章 真空预压加固地基承载力研究112

6.1地基承载力的计算理论112

6.1.1极限平衡法112

6.1.2滑移线法114

6.1.3极限分析法114

6.2真空预压基本原理114

6.3真空预压下的地基承载力确定方法116

6.3.1数值计算方法的思路116

6.3.2算例分析118

6.3.3参数分析119

6.4小结122

参考文献123

第七章 考虑位移的土压力计算模型研究125

7.1土压力与变形关系的公式推导125

7.1.1土压力随位移的发展规律125

7.1.2考虑位移的土压力计算模型126

7.1.3模型参数的关系127

7.1.4参数求解128

7.2计算模型的验证129

7.2.1主动土压力的验证129

7.2.2被动土压力的验证131

7.3基于朗肯土压力理论的考虑位移的土压力计算公式134

7.3.1计算公式的推导134

7.3.2计算式中各参数的取值135

7.4已有模型试验的验证138

7.4.1主动土压力的验证138

7.4.2被动土压力的验证139

7.5土压力修正系数讨论141

7.5.1被动土压力修正系数的讨论141

7.5.2主动土压力修正系数的讨论143

7.6小结144

参考文献145

应 用篇147

第八章 土压力模型在沉桩问题中的应用147

8.1沉桩问题的研究现状147

8.1.1圆孔扩张法（CEM）147

8.1.2应变路径法（SPM）147

8.1.3有限单元法（FEM）147

8.1.4滑移线理论148

8.1.5研究新思路148

8.2土压力模型在沉桩中的应用149

8.2.1浅层土体隆起分界面公式的推导149

8.2.2深部土体变形计算式150

8.3数值计算及对比分析151

8.3.1计算模型151

8.3.2计算结果152

8.3.3对比分析154

8.4小结155

参考文献155

第九章 土压力模型在水平受荷桩问题中的应用157

9.1引言157

9.2研究现状157

9.3考虑位移的土压力计算公式160

9.4土压力模型在横向承载桩分析中的应用161

9.4.1横向承载桩挠度计算公式161

9.4.2挠度计算式中各项系数的正负性研究164

9.4.3挠度计算式中各项的收敛情况165

9.4.4挠度计算式中初始项系数的求解165

9.4.5横向承载桩所受土反力计算公式165

9.4.6计算公式适用范围讨论166

9.5同一横截面上桩周各点的挠度和土反力计算式167

9.5.1桩移动方向前方土体挠度的计算公式167

9.5.2桩移动方向后方土体挠度的计算公式168

9.5.3对挠度计算公式的讨论169

9.5.4同一横截面桩周各点土反力计算式169

9.6算例分析169

9.6.1算例参数设定169

9.6.2桩沿深度纵剖面的情况170

9.6.3桩在同一横截面上的情况170

9.7小结171

参考文献172

第十章 土压力模型在基坑开挖问题中的应用173

10.1共同变形理论173

10.1.1共同变形理论基本假定173

10.1.2共同变形理论基本计算公式173

10.2弹性杆系有限单元法175

10.2.1支护结构的有限元离散175

10.2.2单元分析175

10.2.3整体分析177

10.3基于共同变形理论考虑土压力受变形影响的有限单元法179

10.3.1土压力的结点荷载转换180

10.3.2被动区土体弹簧系数的处理180

10.3.3支承条件引入总刚度矩阵181

10.3.4程序初步设计框图182

10.4算例分析及讨论183

10.4.1悬臂式支护结构183

10.4.2单支点式支护结构184

10.4.3各类参数变化对变形的影响185

10.5压顶圈梁对变形的影响187

压顶圈梁对支护结构的作用的有限单元分析188

10.6小结190

参考文献191

第十一章 基于土压力模型的复合挡土墙应用研究192

11.1刚柔复合挡土结构概念192

11.2刚柔复合挡土墙工作机理193

11.2.1土压力与位移的关系193

11.2.2柔性材料吸收能量193

11.3刚柔复合挡土结构模型试验194

11.3.1试验模型设计194

11.3.2试验土体及柔性材料198

11.3.3试验步骤及工况199

11.3.4试验结果整理及分析199

11.4刚柔复合支护结构二维数值分析203

11.4.1计算模型的建立203

11.4.2有限元计算结果204

11.4.3参数分析204

11.5刚柔复合支护结构三维数值分析208

11.5.1计算模型208

11.5.2传统支护结构208

11.5.3刚柔复合支护210

11.6工程实例213

11.6.1传统支护213

11.6.2刚柔复合支护215

11.6.3对比分析216

11.7小结217

参考文献218

第十二章 结论与展望219

12.1结论219

12.1.1试验研究219

12.1.2理论研究220

12.1.3应用研究220

12.2展望222

12.2.1试验研究222

12.2.2理论研究222

12.2.3应用研究223

致谢224