【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及土动力学地基长期沉降预测领域，尤其是涉及一种大数目往复循环动载下地基长期沉降评估方法。
技术介绍
1、近年来我国公路、地铁及机场等交通基础设施建设发展迅速，大量现场实测表明，车辆、飞机等循环荷载作用下，软土地基易发生较大的沉降变形，导致路面开裂、隧道管片开裂、渗漏水等问题，极大的影响交通设施的正常使用。因此对交通荷载下地基长期沉降规律的研究对交通基础设施建设及运营有重要意义。
2、目前，针对交通循环动载作用下地基长期沉降的预测通常采用弹塑性本构模型及经验显式本构模型。对于低循环次数下的土体应力应变特性，采用弹塑性本构模型模拟较为精确，但由于交通循环动载的重复作用次数能达到数十万次乃至百万次，基于弹塑性本构模型模拟大数目循环动载作用下土体的累积变形特性，面临着参数取值困难、工作量巨大，计算效率较低等问题。与弹塑性本构模型不同，显式经验模型直接建立应变与循环次数关系，具有模型参数较少，物理意义明确，取值方便，计算效率高等优点。因此对于交通荷载作用的地基长期沉降问题，显式经验模型更有利于工程应用与推广。
3、显式经验本构模型在工程应用中通常与分层总和法结合计算沉降，分层总和法计算方法较为方便且应用广泛，但不能考虑土体单元之间的变形协调，因而不能计算差异沉降，显式模型也无法直接应用于有限元计算中。同时，随着我国城市化不断发展，交通基础设施的建设出现了隧道交叉、机场跑道下穿隧道，铁路并线等复杂工程条件，因此有必要结合显式本构模型开发大数目往复循环动载下地基长期沉降评估方法，用于地基长期变形的预测。p>
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术缺陷而提供的一种大数目往复循环动载下地基长期沉降评估方法。
2、为了达到以上目的，本专利技术采用以下技术方案实现：
3、首先，通过商业有限元计算地基任意位置的初始(静)应力及循环动载下的附加(动)应力；
4、其二，计算大数目往复循环的交通、波浪或风等循环动载作用下主应力方向；
5、其三，可基于任意有限元单元体贮备的静、动应力大小及方向等数据信息，由自定义的显式本构模型确定累积主应变的大小与方向；
6、其四，考虑三维应变状态下应变转轴变换关系确定各单元累积应变分量；
7、最后，将单元体的各累积应变分量等效为单元体的初应变(或残余应变)，利用初应变(或残余应变)张量与单元体刚度矩阵张量之积，获得该单元的等效残余应力，将单元体的残余应力等效为单元体节点荷载，并将节点荷载作为地基的外部荷载，依据商业有限元程序固有的平衡迭代功能计算得出节点位移。
8、对比现有的有限元数值方法，本专利技术创新点在于：
9、(1)本专利技术能够模拟数百万次的大数目循环动载地基累计塑性变形，而使用传统有限元模拟循环动载下地基变形，限于弹塑性本构的迭代计算效率，往复只能计算数百次的大型有限元，数千次的小数目弹塑性动载计算，一般耗时可达数天甚至几十天，无法满足工程需求，而本专利技术方法仅需数分钟，多则也不超过数十分钟，具体耗时取决于数值模型的单元数目。
10、(2)相比较简化计算方法(如分层总和法)，本专利技术可严格计算差异沉降与总沉降，满足相邻单元的变形协调条件。
11、(3)本专利技术可适用于三维动力问题与复杂的层状饱和软土地基，而既有方法普遍仅适用于二维(平面应变)问题。
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1.一种大数目往复循环动载下地基长期沉降评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种大数目往复循环动载下地基长期沉降评估方法，其特征在于，所述计算大数目往复循环动载作用下主应力方向：
3.根据权利要求1所述的一种大数目往复循环动载下地基长期沉降评估方法，其特征在于，基于三维应变状态下应变转轴变换关系确定各单元累积应变分量：采用下式将主应变ε1、ε2、ε3投影变换获得各单元累计应变分量：
4.根据权利要求3所述的一种大数目往复循环动载下地基长期沉降评估方法，其特征在于，具体的，利用ABAQUS软件二次开发接口UMAT编写自定义程序，包括：
5.根据权利要求1所述的一种大数目往复循环动载下地基长期沉降评估方法，其特征在于，最后步骤：将单元体的各累积应变分量等效为单元体的初应变ε0k，利用初应变张量与单元体刚度矩阵张量之积，通过下式计算应力张量σij：σij＝Dijklε0kl (7)
6.根据权利要求5所述的一种大数目往复循环动载下地基长期沉降评估方法，其特征在于，(4.4)在自
...【技术特征摘要】
1.一种大数目往复循环动载下地基长期沉降评估方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种大数目往复循环动载下地基长期沉降评估方法，其特征在于，所述计算大数目往复循环动载作用下主应力方向：
3.根据权利要求1所述的一种大数目往复循环动载下地基长期沉降评估方法，其特征在于，基于三维应变状态下应变转轴变换关系确定各单元累积应变分量：采用下式将主应变ε1、ε2、ε3投影变换获得各单元累计应变分量：
4.根据权利要求3所述的一种大数目往复循环动载下地基长期沉降评估方法，其特征在于，具体的，利用abaqus软件二次开发接口umat编写自定义程序，包括：
5.根据...
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