井阻随深度和时间变化的竖井地基固结解析解

基于Deng等关于井阻随深度线性增大和随时间指数增大的假设,推导了这一假设条件下满足等应变径向固结基本方程及一切求解条件的竖井地基固结解析解。通过与现有常井阻固结解析解对比,验证了本文解的正确性。利用本文解析解,计算对比了不同井阻变化率(即参数A2和A3值)的平均孔压和平均固结度,分析了不同时间因子、深度条件下,井阻随深度和时间的变化对竖井地基固结特性的影响。结果表明:井阻随深度和时间增大将使竖井地基固结速率减小,甚至使竖井加速地基固结的能力逐渐消失。     

考虑井阻随时间变化下砂井地基的非线性固结解

针对砂井地基固结过程中砂井的渗透系数会逐渐降低这一特性,通过引入e-lgσ1和e-Igk对数模型来描述土体的非线性固结特性,同时考虑井阻随时间变化和涂抹区径向渗透系数变化等因素,推导砂井地基非线性固结的控制方程,并采用分离变量法求得该方程的固结解.通过退化研究并与己有的解析解进行对比分析,对该解答的正确性进行验证.基于...     

考虑井阻随时空变化的竖井地基大应变非线性固结分析

高压缩性软土具有典型的几何非线性和材料非线性特征,但目前能考虑井阻随时空同时变化的高压缩性土竖井地基大应变非线性固结解答还很鲜见。考虑土体的非线性压缩渗透特征,引入随时间和深度同时变化的变井阻模型,在拉格朗日坐标系下建立以超静孔压为变量的竖井地基大应变非线性固结模型。利用有限差分法获得模型的数值解答,并将其与特殊情况下竖井地基小应变解析解及大应变固结解对比分析以验证其可靠性。不同工况下竖井地基大应变固结性状分析表明：井阻随时空演化的变井阻效应会明显降低竖井地基的固结速率,且井阻的时间效应对固结速率的影响更明显,但变井阻效应并不会影响竖井地基的最终沉降量;初始有效应力均匀分布下的竖井地基固结速率相比其随深度线性增加时较慢,且2种情况下的竖井地基最终沉降值一般不再相等,沉降曲线间的差异也较大;任意深度处井周流入砂井的流量均相等的假定导致竖井地基固结速率偏快,使实际计算会过高估计竖井地基的固结速率;竖向渗流对地基固结的促进作用随竖井长度与竖井影响区半径之比的增大而减小。     

未打穿砂井地基固结理论计算分析

利用平均固结度普遍解,将未打穿砂井地基转化为等效双层地基,给出其一维固结的解析解,求出未打穿砂井地基的平均固结度。根据所给出解、现有解和有限单元法,编制程序,绘制了贯入比ρw值对固结影响曲线图,对各种求解未打穿砂井地基平均固结度的方法展开评估。研究表明,所给出解能较好地反映不同排水条件下未打穿砂井地基中总平均固结度–竖向固结时间因子(U-Tv)曲线变化情况,适合于工程应用。     

变附加应力条件下考虑桩体二维井阻作用的复合地基固结解析理论研究

 通过在现有解的形式基础上增加一个二次多项式,提出一种新的复合地基固结解的形式及解答方法,推导得到地基附加应力既随时间变化也随深度变化条件下考虑桩体竖向及径向二维井阻作用的散体材料桩复合地基固结解析解,通过退化、与已有解的比较等方法对解进行分析验证。结果表明,现有的瞬时荷载下考虑桩体径竖向渗流的解、考虑桩体竖向渗流与变形协调的解、太沙基一维固结解等都是本文解的特例,这说明本文解的正确合理性。地基加载历时越长,固结越慢;地基底部附加应力越小,固结越快;考虑桩体径竖向二维井阻时地基固结比只考虑竖向井阻时慢,桩径比越小,桩体渗透系数越小,两者的差异越大。本文解的表达形式及解答方法,为复合地基固结度的求解提供一种新的思路,发展和完善了现有的复合地基固结理论。     

真空联合多级堆载下考虑井阻时空变化的竖井地基固结解析解

考虑到竖井地基固结过程中排水体井阻随时间和深度不断变化,基于等应变假定,针对堆载为多级加载及真空预压为单级加载的工况,引入竖井涂抹区渗透系数不同的变化模式,建立真空联合堆载预压下竖井地基固结模型,通过边界条件齐次化后设解的形式并解常微分方程获得固结模型对应的解析解。通过与已有的解析解及工程实测值对比,验证解析解的正确性并利用该解答开展固结性状分析。结果表明：变井阻理论更能够为最终负压沿深度线性衰减假定提供理论支撑;竖井排水能力衰减系数的增加及最终排水能力的减小都会使某时刻真空度随深度的衰减程度增大;竖井排水能力衰减系数越大,竖井固结速率越慢;最终排水能力越大,竖井固结速率越快;基于该固结模型在工前选取合适的真空加载值进行真空联合堆载预压能同时兼顾土体固结速率和经济效益。     

等应变条件下的砂井地基固结解析理论

本文建立了等应变条件下较为完善的打穿软粘土层的砂井地基固结解析理论,该理论较同样条件下现有理论更接近自由应变条件下严密的但极其复杂的解析理论。文中对巴隆(R.A.Barron)理论和汉斯(S.Hansbo)理论作了详细的分析和讨论,阐述了考虑井阻作用时巴隆理论的不合理性和汉斯理论的近似性。最后根据本文理论编制了可用于IBM-PC微机的绘图软件,绘制了常用砂井的平均径向固结度-径向固结时间因子等曲线。利用这些曲线,能较方便地进行考虑井阻作用和涂抹作用的砂井地基设计。     

基于谱方法的层状竖井地基非线性固结计算模型

针对实际工程中很多竖井地基呈现层状,且在固结过程中渗透系数和压缩模量呈非线性变化等特性,基于对数模型(e–lgσ'和e–lgk)的非线性压缩渗透本构关系,建立了能同时考虑竖向和径向排水的非线性固结模型,并采用谱方法得到了层状竖井地基的非线性固结计算模型.通过退化研究与已有的非线性固结解析解和室内试验进行对比计算分析,结...     

砂井地基固结的空间渗流和群井效应的解析分析

本文从Ｔｅｒｚａｇｈｉ－Ｒｅｎｄｕｌｉｃ三维固结方程出发，对砂井地基因结的空间渗流和群井效应作了分析。文中给出的砂井地基因结的解析解可考虑群井共同作用、空间渗流和井阻作用，满足软土的上下边界条件、各砂井中的连续和井阻条件。文末作了数值计算，讨论了空间渗流和群井效应对砂井地基中的孔隙水压力消散及地基因结的影响。     

未打穿竖向排水井地基固结理论

研究了单面排水条件下未打穿竖向排水井地基的固结问题,通过在排水井底面以下土层中设置虚拟排水井,得到了能考虑该土层三维渗流的解析解,这也是迄今与实际情况最接近的未打穿排水井地基固结解。根据所得解编制了计算程序,分析了未打穿竖向排水井地基的固结性状。并基于此解,对现有相关近似计算方法和解作了较完整的比较和讨论。     

Nonlinear consolidation analysis of soft soil with vertical drains considering well resistance and smear effect under cyclic loadings

In this paper, the nonlinear consolidation behavior of soft soil with vertical drains considering well resistance and smear effect under cyclic loadings was investigated. Using the variables separation method, a series of analytical solutions were derived to calculate the excess pore water pressure and the average degree of consolidation of the soil subjected to various cyclic loadings including trapezoidal cyclic loading, rectangular cyclic loading, triangular cyclic loading and haversine cyclic loading. The correctness of the proposed solutions was verified through degenerating into the existing solutions. Finally, the effects of different parameters on the nonlinear consolidation behavior of soil with vertical drains under cyclic loadings were analyzed.     

堆载预压径竖向固结等体积应变解答

现有的含竖向排水体地基固结问题的解析解答大都是在传统的等竖向应变假设基础上建立的,而且在考虑涂抹区土体的渗流和压缩作用方面,还没有真实地体现出涂抹区土体的竖向渗透系数和体积压缩系数,其对地基固结的影响也尚不明确。为此,针对含竖向排水体地基径竖向同时固结的轴对称问题,采用等体积应变假设,考虑井阻作用、涂抹作用、随时间线性堆载预压以及地基附加球应力任意分布,推导了完整的径竖向固结微分方程的解答,给出了超静孔隙水压力和固结度的显式表达式,分析了侧向变形即泊松比效应以及涂抹区土体的竖向渗透系数和三维体积压缩系数对地基整体平均固结度的影响。结果表明,泊松比效应较为明显,基于传统的等竖向应变假设的解答高估了地基的固结速率;不考虑涂抹区土体体积压缩的解答虽然也高估了地基的固结速率,但影响有限;而涂抹区土体的竖向渗透系数对于地基固结的影响则几乎可忽略不计。