结构性软土地基的非线性一维固结半解析解

结合结构性软土压缩特性研究,通过运用多层地基一维固结解析解和迭代法,建立了能考虑土体结构性和土体自重的非线性一维固结问题的半解析方法,通过编程计算,得到了结构性软土的固结度随时间变化曲线,揭示了结构性软土地基的一维固结规律.     

深厚结构性软土地基的一维固结

1　前　　言 软土广泛分布于我国沿海、内河两岸和湖泊地区 ,厚度可达几十米甚至上百米 ,许多建筑物 (如高速公路、国际机场、大型油罐等 )建在软土地基上 ,因此对天然软土工程性质的研究具有重要意义。大多数天然土都有一定的结构性 ,结构性对土的工程性质有强烈影响[1] 。张诚厚对湛江黏土和上海黏土[2 ] ,Ｙｏｎｇ对Ｌｅｄａｃｌａｙ的研究表明[3] :结构性原状黏土具有明显的结构屈服应力 ,当应力增加到结构屈服应力附近时 ,则固结系数急剧降低 ,然后趋于重塑土固结系数 ,渗透系数也有相似的规律。大量试验和工程实测结果表明 :当压应力达到其结构屈服应力时即伴随土体结构的大量破坏 ,此时土体的压缩     

软土地基一维非线性固结沉降的研究

考虑软土地基一维非线性固结特性,探讨软土地基一维非线性固结沉降问题。在软土地基上修建构筑物,软土地基受到外荷载的作用,会引起较大的沉降变形。在一定的条件下,按太沙基线性解所得固结度比非线性解要高出51%,这是对工程十分不利的。     

循环荷载作用下地基一维非线性固结解析解

将孔隙比e与有效应力σ关系（e-lgσ）引入循环荷载作用下单层地基的一维非线性固结问题的研究之中，通过假定土体中的初始有效应力沿深度均匀分布和固结过程中土体渗透性的降低与压缩性的减小成正比，建立了低频循环荷载作用下单层地基的一维非线性固结问题的固结方程。由ω-σ变换得出了低频梯形循环荷载作用下单层地基的一维非线性固结问题的解析解，采用Fortran语言编制了相应的计算程序，并通过将其特例情况下的解分别与目前已有的解析解和半解析解进行对比的方法对文中解作了验证。现有单层地基的一维非线性固结解析解均为文中解的特例。     

高压缩性软土一维非线性大应变固结解析解

鉴于目前大应变固结解析解还不能充分考虑软土非线性压缩和渗透特性的现状,查阅大量室内固结渗透试验数据,验证固结过程中软土孔隙比与有效应力、孔隙比与渗透系数间的非线性关系在双对数坐标系中呈现非常好的线性特征,并给出双对数模型参数的变化范围.双对数压缩渗透模型不仅能有效地描述小应变下软土的非线性固结特性,其也能可靠地反映大应...     

变荷载下软粘土非线性一维固结半解析解

由于变荷载下软粘土非线性一维固结问题求解的复杂性,除了某些特殊情况,其解析解一般很难求得。本文建立了求解变荷载下软粘土非线性一维固结问题的半解析方法,编制了计算程序,并通过对单级等速加荷情况的计算,得到了有关固结曲线,由此对软粘土地基在变荷载下的非线性一维固结性状进行了分析。     

初始有效应力沿深度变化的非线性一维固结半解析解

既考虑材料非线性又考虑初始有效应力沿深度变化的一维固结问题,由于其求解的复杂性,解析解 很难求得,一般的解答都是采用数值方法获得。作者建立了求解初始有效应力沿深度变化的软粘土非线性一维固 结问题的半解析方法,编制了计算程序,并通过详细的计算,得到了有关孔压和沉降曲线,然后通过分析比较, 对软粘土地基非线性一维固结性状进行了探讨。     

爆炸固结法处理软土地基的探讨

通过爆炸固结法处理软土地基的现场试验和模型试验,分析了软土地基的沉降与强度变化规律,据此总结了爆炸固结法处理软土地基的工艺特点,并提出了爆炸固结法结合深层搅拌法共同处理软土地基的设想。     

成层软粘土地基粘弹性一维固结半解析解

针对成层粘弹性地基模型 ,建立了求解一维固结问题的半解析方法 ,编制了相应的计算程序。通过在单层情况下与解析解的比较 ,说明半解析方法是非常有效的。此外 ,通过对单级等速加荷情况的计算 ,得到了有关的固结曲线 ,揭示了成层粘弹性地基的固结特性     

基于降阶法的土体一维非线性固结简化解析解

传统的土体固结计算均采用二阶偏微分方程,但针对非线性固结这类复杂问题,采用二阶偏微分方程求解,在大多数情况下都难以得到解析解.为此,通过降阶处理,并引入一个综合反映土体非线性特征的等效系数,给出了一个考虑土体非线性特征的简化固结解析解.该解析解可以用初等函数表示,可以更方便地计算土体各阶段的固结度和超孔隙水压力.该解析...     

考虑软土结构强度的次固结特性试验研究

常规的次固结系数C_a计算方法并没有考虑土体结构性的影响。对原状土和人工结构性土进行了一系列的次固结压缩试验,研究了结构强度q对软土次固结系数C_a的影响。研究表明所提出的先期固结压力p_c计算方法有效地降低了Casagrande 法的误差;人工结构性土能够很好地反映结构性对土体固结特性的影响;结构性的存在能够减小土体进入次固结阶段所需时间;当荷载接近或超过土体的结构屈服应力σ_k时,土体残余的结构性有利于次固结变形的发展;软土的次固结系数C_a随着结构强度q的增加呈较好的线性增长关系;所提出的次固结系数C_a计算方法引入了结构强度q,为预测结构性软土的次固结变形提供依据。     

结构性软土的扰动附加变形分析

通过分析软土结构性成因及压缩特点,采用五段折线模拟结构性原状软土压缩曲线,体现了欠压密片架结构软土的力学特点,且基本符合结构性土体的变形发展趋势。针对扰动软土提出虚拟前期固结压力的概念,指出变形初期扰动土体的受力变形可由结构性部分受力变形和损伤部分受力变形的线性组合表示。算例分析显示相同扰动度情况下,高堆载所引起的扰动附加变形比低堆载所引起的扰动附加变形大得多。本文所建议的扰动附加沉降计算模型对工程实践有一定的参考价值。     

结构性海积软土强度与变形时效特性试验研究

以天津地区海积软土为研究对象,在不同固结压力、不同固结时间作用下开展分别加载的一维固结试验,对固结后的原状样与相应重塑样进行微型十字板剪切测试,分析海积软土强度和变形特性受固结压力、固结时间及结构性等因素的影响。试验结果表明:天津海积软土在短时间固结作用下,强度和变形时效特性表现明显,且受结构性影响显著;在长时间固结作用下,土的强度和变形随固结压力和固结时间均呈衰减型增长,结构性对其影响程度随时间增长在减小;长期强度与土的初始强度、固结压力和时间有关,随土的初始强度和固结压力的增大而增大,而强度随时间增长达到最大值后又随之降低。     

One-dimensional consolidation of unsaturated soils considering self-weight: Semi-analytical solutions

For the newly deposited soil, the consolidation will occur under the self-weight and external load jointly if the soil is treated by the stack pre-pressure method. The soil stress caused by self-weight has a significant influence on its consolidation process no matter the soil is either saturated or unsaturated. However, the soil’s self-weight is ignored in the one-dimensional (1D) consolidation theory for unsaturated soils (Fredlund and Hasan, 1979). In this paper, we derived the semi-analytical solutions for excess pressures and normalized settlement in 1D dimensional consolidation of unsaturated soils considering self-weight. The analytical solutions were obtained by Crump’s method (Crump, 1976), through a computing program coupling the calculation of initial excess pore pressures with the inverse Laplace transform of the obtained solutions. Then, the proposed solutions are verified through a degradation case. Several 2D charts are presented to visualize the solutions, and various examples are employed to discuss the key factors that affect one-dimensional consolidation behavior of unsaturated soils when self-weight is considered. It can be found that the relative excess pore pressure will be restrained for the one-dimensional consolidation when considering self-weight.     

珠江三角洲饱和软粘土的固结特性试验研究

通过数十组原状饱和软粘土的室内一维固结试验,探讨珠江三角洲饱和软粘土的固结特性和反映蠕变压缩的固结特性问题,得出了一些有益的结论。     

任意施工荷载作用下天然结构性软粘土的一维非线性固结分析

考虑固结过程中结构性土体的非线性压缩特性、渗透系数的变化以及施工荷载随时间任意变化规律因素,推导了天然结构性土体的一维非线性固结方程。利用Crank-Nicolson差分格式离散非线性固结方程以方便求解。分析表明:不考虑土体结构效应的非线性固结和线性固结分析所得的超孔压明显大于考虑土体结构效应的非线性固结结果;当时间因数较小时,考虑土体结构性的非线性固结分析的固结度明显大于不考虑土体结构性的非线性固结分析和线性固结结果;同时表明不考虑土体结构效应的非线性固结和线性固结分析的结果相差不大。     

考虑围岩非线性和剪胀特性的地下硐室极限解

以岩石非线性统一强度理论为基础,考虑了岩体的非线性软化及非关联流动特性,建立了岩体在非线性模型、理想弹塑性模型和强脆性模型下统一的极限平衡分析模式,获得了硐室的应力、变形及塑性区半径的解,这些解不但反映了硐室围岩塑性软化和剪胀特性,而且又考虑了岩石拉压强度相差较大的特点和中间主应力效应,既反映了岩石的非线性破坏特征,又可以推广到岩体及节理岩体之中去。而且,通过比较三类典型塑性模型的解答,发现当岩石软化特性不是太明显的情况下,采用理想弹塑性模型进行地下硐室的极限平衡分析是可行的,以上结论对于岩石地下硐室工程具有一定的理论及工程应用价值。     

结构性土的强度准则

基于岩土二元介质模型思想,本文建议了一个适用于结构性土的强度准则。结构性土的土工特性与重塑土的有很大的区别,强度变化规律方面也不例外。已有的强度准则是建立在重塑土或扰动土的基础上的,它们不能很好的反映结构性土的强度变化规律。在大量的结构性土强度试验资料的基础上,分析了结构性土的强度变化规律和机理,基于考虑结构性岩土材料破损机理的二元介质模型概念,通过引入随应力状态变化的剪切抗力贡献率参数,建立了结构性土的强度准则,并对准则中参数的变化对强度规律的影响进行了分析。最后与结构性土的真三轴和常规三轴试验结果进行了对比,表明所建议的强度准则具有较好的适用性。     

饱和土体一维大变形固结理论新进展

基于连续介质力学的基本原理，首次建立了以位移为控制变量物质描述和空间描述的一维大变形固结方程，给出了物质描述下一维大变形固结方程的一个近似解析解。同时进行几何和材料双非线性的一维固结有限元分析，其中，沉降计算结果还与近似解析解作比较，两者吻合较好。最后在有限元分析和近似解析解结果的基础上，提出大变形固结分析的一个适用范围