一种基于水土完全耦合的地面沉降信息处理方法

摘要

本发明涉及一种基于水土完全耦合的地面沉降信息处理方法，包括以下步骤：1)检测模块检测土层状态获取土层应力信息，并发送至离散化模块和沉降计算模块；2)离散化模块根据土层应力信息对水土完全耦合理论的控制方程、平衡方程以及连续方程进行离散化处理，并发送至沉降计算模块；3)沉降计算模块根据土层应力信息和离散化处理后的控制方程、平衡方程以及连续方程，采用有限单元法并基于下负荷面剑桥模型进行水土完全耦合计算，获取沉降位移增量。与现有技术相比，本发明能够合理描述粘土卸载再加载的特性，在应力更新计算时采用的积分算法时基于完全隐式向后Euler图形返回算法，可精确地避免应力从屈服面漂移，从而无需判断是否达到屈服。

主权项

一种基于水土完全耦合的地面沉降信息处理方法，其特征在于，包括以下步骤：1)检测模块检测土层状态获取土层应力信息，并发送至离散化模块和沉降计算模块；2)离散化模块根据土层应力信息对水土完全耦合理论的控制方程、平衡方程以及连续方程进行离散化处理，并发送至沉降计算模块；3)沉降计算模块根据土层应力信息和离散化处理后的控制方程、平衡方程以及连续方程，采用有限单元法并基于下负荷面剑桥模型进行水土完全耦合计算，获取沉降位移增量；步骤3)具体包括以下步骤：A)根据土层应力信息计算塑性乘子；B)根据所述的塑性乘子判断加卸载状态，若塑性乘子为负，则处于卸载状态，执行步骤C)，若塑性乘子为正，则处于加载状态，执行步骤D)；C)根据当前的土层应力生成雅克比矩阵，计算应力增量，并更新应力，执行步骤E)；D)采用牛顿‑拉夫逊积分迭代法计算应力增量，并更新应力，执行步骤E)；E)判断应力增量是否满足下负荷面剑桥模型的强化条件，若为是，则根据更新后的应力计算雅克比矩阵，若为否，则将更新后的土层应力信息作为当前的土层应力信息，并执行步骤A)；F)根据步骤E)中获得的雅克比矩阵以及该单元的应变矩阵获取单元刚度矩阵；G)根据所有的单元刚度矩阵获取总体刚度矩阵，并结合荷载增量计算沉降位移增量；H)判断沉降位移增量是否满足预设误差，若为是，则作为最终结果输出，若为否，则进行迭代后重新执行步骤H)。