悬臂桩周围松散土影响力的变动英语翻译..doc

英文翻译 外文原文出处: 《Numerical evaluation of the effects of stress and excavation surface geometry on the zone of relaxation around open hanging walls》.CHAPTER1 .SYSTEM Practices 1. Introduction 2. Acknowledgements 关于露天悬臂墙周围放松带 在开挖时的数值评价及影响应力的变动 加拿大地球动力学，萨斯喀彻温大学， 土木工程和地质工程 引言 基坑工程中的数值仿真存在着许多的技术难题，本文在系统总结基坑工程中存在的关键问题的基础上，从基坑的建模、反分析方法、稳定性分析及临界变形指标几个方面进行了深入研究，提出了相应的解决方法。传统有限元模拟大型深基坑施工时，模型难以真实反映挡墙和支护结构的弯曲变形效应，故其计算结果与实际相差较大，这对工程是不利的。 为了在数值模拟方面力求合理地反映基坑工程中复杂结构体系的实际效应，迫切需要建立一种新的数值计算模型，一方面可以提高传统有限元的计算精度，另一方面，又可直接应用于三维实体和中厚度板壳结构,而且易于与其它带转动自由度的梁板适应，并且在处理复杂组合结构体时，无需引入任何过渡单元就可完成数值测量。 本文首先建立了一种新型单元——RH8单元，推导了该单元的确定性有限元及随机有限元列式，建立了基坑的有限元数值模拟的新模型；在此基础上本文对基坑动态模拟及基坑的稳定性进行了研究。 矿场基坑挖掘以后，在悬臂墙和墙角附近表面的应力将增加(降低) 。在应力集中区内，有可能也存在着应力分散区。Potvin [1]认为完好的岩石由于没有强的抗拉强度，而且在其断面上没有应力集中的区域，所以张应力是不可能在岩体中产生的。相反的，将会在应力集中的断面接口四周产生一个应力缓和区域。这是因为各个岩层之间互相断开，使的它们更易在重力影响下风化，破坏。以至于这一应力缓和地带内的各自独立的岩石有更多可以移动的自由空间。 很多实验是研究关于基坑挖掘时，应力重新分布的干扰区域 (EDZ) 。EDZ 是由于基坑挖掘时周围土地的应力变动，使得这个区域内岩石中的应力，在机械和水力的作用下不能发散开来。（本文把应力发散区域考虑在内，并且基坑内垂悬墙壁的应力假定小于零）在许多情况下， 这个应力缓和区域会是在EDZ 之内， 除非垂悬的墙壁岩石是完整的，在剪切力作用下不发生剪切破坏。在这个区域里由于缺乏压应力，所以常常把应力缓和带， 或岩石表面半径在3 0m 之内区域，选择作为研究实验的对象。实验中岩石的应力发散区，是基于假定岩体的连续性、均匀性、 各向同性和线弹性这些原理上建立起来的。 但是这些假设并不适用于实际岩体。在这项研究中，模仿的土地中应力缓和程度与实际大小差的绝对值不是很重要。这项实验研究的目标是大致预测在开挖基坑前土壤中的应力与模拟实验中的应力的相对变化，以及在实验中模拟的应力缓和区域的范围大小，并且比较体积大小不等的岩石在模拟实验中产生的应力放松区域对悬臂墙的作用。 新的线型趋势图象可以根据应力比K、 悬臂墙的水力半径、以及应力集中或发散的悬围岩的平均深度而得出。科学家们已获得有关长方形、盘形等尺寸对隧道几何尺寸的影响。所有这些都充分证明采用简单几何的HR和RF这种方法，并把它们运用到悬臂墙是非常有用的。 利用有关研究公司的数据和模拟实验的研究成果，发现相关的比例为1：3，应力类为6，应力比为2.0。在特定条件下的实验，采用刚才的分类可以获取一种接近开挖前岩石体系的应力状态。根据 hbms的数据库分析，来决定是否增加土的稀释程度来观察岩石中较高的应力比。但从上面的数据中得不到任何应力的变化趋势。广泛认可的是，出现相对偏低的应力比例，大概是因为缺乏相关的观测手段。 全文的主要内容如下： 1．基于非协调元理论和修正的Reissner泛函中引入独立转动场的变分原理，将转角自由度作为独立自由度，创建了一种新的三维八结点单元——RH8单元，并根据变分原理推导了相应的有限元列式，最后还对其适用性进行了讨论。 2．将本文所建立的单元用于梁、板、块体同时存在的复杂组合结构体系问题当中，讨论了该单元在处理联结问题的优势，通过若干考例验证了该单元在计算组合结构时的合理性。针对大型结构中计算量较大的问题，讨论了提高新型单元计算效率的处理方法。 3．提出了带独立转动自由度的随机变分原理，在此基础上推导了新型单元的随机有限元列式。. 4．基于新型单元模式对连续墙、支撑及土体进行模拟，从而建立了基坑施工模拟的新模型，对实际工程应用中该模型存在的问题及解决方法进行了探讨。