考虑温度效应的软土固结蠕变耦合模型

软土的固结蠕变是软土地基及构筑物长期变形和稳定性的重要影响因素。在涉热岩土工程兴起和逐渐发展的背景下,研究软土在热力耦合作用下的固结蠕变特性并建立力学模型,对于评估涉热工程软土场地长期变形及稳定性具有重要意义。对此,针对典型滨海软土开展热固结蠕变试验,得到热固结蠕变特性及相关参数取值,建立考虑温度效应的固结蠕变经验公式。结合弹黏塑性理论和热固结理论,推导考虑温度效应的固结蠕变耦合力学模型。在合理性验证基础之上开展算例分析,结果表明:新型热固结蠕变耦合模型能反映土体变形的弹性、塑性、黏性和热胀冷缩属性,能描述土体的热孔压、热回弹和热沉降现象,还能分析软土长期变形的温度效应和时间效应;该成果为软土场地涉热岩土工程问题分析提供了可供参考的理论基础。     

考虑固结压力和加热温度影响的软土次固结系数

目前常用的软土次固结变形计算方法视次固结系数为常数,但研究表明,固结压力和温度对软土次固结都有着重要影响。本文在梳理已有研究成果的基础上,对原状软土次固结系数C_α随固结压力p和温度T变化的规律进行了研究,提出了考虑两者耦合作用的数学表达式,并进行了验证。结果发现:软土的结构性对C_α-p变化曲线有显著影响,当固结压力很小时,土体结构还未破坏,次固结曲线变化较小,当固结压力接近或超过结构屈服强度时,次固结曲线出现明显上升或者下降,随着固结压力的进一步增大,软土的结构性消失,次固结曲线变化趋势减小;随着温度升高,软土次固结性状增强,次固结系数增大。此外,还讨论了土样类型、取样深度等因素对软土次固结系数的影响,研究成果可供涉热岩土工程问题分析时参考。