改进Duncan-Chang模型在基坑开挖数值模拟中的应用分析

"本文主要介绍了赵全胜和张春会基于岩土弹塑性理论对非线性弹性Duncan-Chang模型进行改进，将其转化为弹塑性土体模型，并应用于基坑开挖的数值模拟中，通过与实际观测值对比验证了改进模型的合理性和准确性。" 在土木工程领域，尤其是岩土工程，基坑开挖是一个关键且复杂的过程，涉及到地面沉降、边坡稳定性、地下水控制等多个方面。Duncan-Chang模型是一种常用于描述土体非线性弹性行为的理论模型，最初由Duncan和Chang在1970年代提出，主要用于模拟土体的剪切应变软化和硬化现象。然而，该模型在处理复杂的弹塑性问题时可能存在局限性。 在本研究中，作者利用岩土弹塑性理论对Duncan-Chang模型进行了改进，这是通过考虑土体在受载后不仅会产生弹性变形，还会发生塑性变形这一事实。他们推导出了改进后的弹塑性矩阵，这个矩阵能够更全面地反映土体在不同应力状态下的行为，包括在基坑开挖过程中可能出现的应力路径变化。 基坑开挖数值模拟是评估基坑工程设计的重要工具，它能预测开挖过程中的土体位移、应力分布和可能的破坏模式。作者将改进后的Duncan-Chang模型应用到某个具体的基坑开挖案例中，通过数值模拟来预测开挖过程的影响。通过与实际观测数据的对比分析，证明了改进模型在预测土体行为和工程响应上的准确性和实用性，从而增强了模型在实际工程应用中的价值。 此外，文章还提到了有限元方法在解决此类问题中的应用。有限元法是一种强大的数值计算方法，适用于求解各种工程问题的连续体，包括土体的应力应变分析。在基坑开挖模拟中，它可以精确地模拟土体的局部变形和整体稳定性。 这项工作对Duncan-Chang模型的改进和在基坑开挖中的应用，不仅深化了我们对土体弹塑性行为的理解，也提高了基坑工程设计的科学性和可靠性。对于岩土工程师来说，这样的研究提供了新的工具和理论基础，有助于他们在未来的设计和分析中做出更加精准的决策。