改进的最小二乘法计算固结系数

目前计算固结系数常用的方法是时间对数法和平方根法,这两种方法属于作图法,同时这两种方法仅利用了试样固结试验中沉降量与时间关系曲线中较少的数据,人为因素影响较大,确定固结系数有一定误差,因此,如果利用固结过程中的实测数据直接求出固结系数将会是一种较好的计算方式。针对这种情况,采用工程上通用的最小二乘法,通过公式推导,改进边界条件,得出了实测数据与固结系数的关系公式,并用Matlab编程得到了固结系数的求解过程,由于采用计算机运算,从而避免了对固结初始值的依赖,减少人为因素的影响。计算结果表明,计算公式计算效果良好,有效的减少了计算中的误差。     

室内固结系数的一种推算方法

室内固结试验确定固结系数常采用时间平方根法和时间对数法 ,这两种方法均属作图法。其缺点是在作图过程中人为因素影响较大 ,而且试验初始阶段不可避免的初始压缩以及试验最后阶段的次固结等也对试验结果有较大影响。本文从一维固结理论出发 ,导出了主固结沉降与其速率的关系 ,利用这一关系提出了一种固结系数的推算方法 ,该方法无需固结试验初始阶段和最后阶段的数据 ,从而避免了初始压缩和次固结的影响 ,同时该方法还可以加快固结试验的进程。     

差分进化算法及其在固结系数计算中的应用

固结试验确定固结系数常采用时间平方根法和时间对数法,这两种方法均为作图法,其缺点是在绘图时易掺杂人为因素的影响,因而应用繁杂且误差较大。从一维固结理论出发,结合最小二乘原理把固结系数计算问题转化为非线性优化问题,再利用改进的差分进化算法对试验数据进行拟合计算,直接求出固结系数及固结的初值和终值。算例结果表明:差分进化算法可消除传统固结系数确定方法中人为因素影响,有效地减少了误差;差分进化算法收敛速度快,计算精度高,是一种通用、可靠的新算法,也可推广应用于其它岩土工程非线性优化领域。     

改进的遗传算法求解固结系数

基于太沙基一维固结理论,根据遗传算法原理,推导了固结系数与固结时间的参数关系,为固结系数的求解提供了一种计算方法。该法避免了图解法的缺陷,消除了时间对数法等计算方法由于需要确定沉降初始值的误差影响。求解中根据生物进化原理,便于计算机数据处理。通过与现有方法比较,发现该方法准确、可靠和简便,可有效消除人为因素，而取得较好的计算结果。     

遗传算法在固结系数计算中的应用

建筑物的荷载通过基础传给地基,地基受力后将会产生应力和变形,从而导致建筑物基础产生沉降和倾斜。如果基础的沉降不均匀,将会对于建筑物的安全产生一定的影响,而影响沉降的最主要因素是饱和土体的固结系数,而固结系数的计算还以半对数法为主,人为因素影响较大,而采用遗传算法可有效消除人为因素,而取得较好的计算结果。     

软土次固结系数的试验研究

对原状软土做了大量的分级加载室内一维次固结试验,通过对软土次固结变形的试验分析,得出原状软土的次固结系数以及主、次固结分界点的变形时间,根据试验结果得到原状土的次固结系数与固结压力及固结比之间的关系,用最小二乘法拟合出次固结系数与固结比之间的经验关系表达式。     

一维固结理论中固结系数的试验分析

利用长安大学改装的K0固结仪,对原状土样与重塑土样进行了固结渗透试验,根据试验所得到的数据,分别对2种土体的变形与渗透特性进行了分析,并结合太沙基一维固结理论,得到了固结系数的确定方法;在此基础上,对固结系数的变化进行了非线性分析,揭示了固结系数在固结过程中的变化规律及土体结构性对它的影响,这对准确计算地基土体的固结沉降有指导作用.     

温州超固结软黏土次固结试验研究

为研究超固结比对软黏土次固结特性的影响,对温州正常固结和超固结软黏土开展长期一维压缩试验,系统性研究先期固结压力、超固结比等因素对次固结变形和次固结系数的影响。试验结果表明:先期固结压力对软黏土固结变形发展曲线有显著影响,固结压力小于先期固结压力时,曲线变化较小,接近直线,此时次固结系数随固结压力增长较快;当固结压力超过先期固结压力后,曲线变化明显,呈三段式发展,次固结系数随固结压力的增大略有减小,最后趋向某一稳定值。软黏土的次固结系数随超固结比的增大而减小,通过试验结果分析得到了次固结系数随超固结比变化的计算式。次固结变形随时间的变化在双对数坐标下近似为直线关系,基于此建立了次固结变形累积方程。     

孔压滞后现象及其对固结系数的影响

从常规固结试验入手,对固结系数进行了相关的研究。利用底部可测孔压的固结仪做了常规固结试验,发现试样底部孔压出现滞后现象。孔压峰值出现的前后,沉降曲线出现第 1 次转折,孔压完全消散后,沉降曲线出现第 2 次转折。因为孔压与位移有着紧密的联系,所以孔压的滞后会影响固结曲线,进而影响固结系数的确定。因此,进行了进一步的分析,指出常规试验中侧壁摩阻力和试样的饱和度会对试样内孔压的分布产生滞后的影响。通过对底部孔压滞后现象的分析,在确定固结系数时考虑了孔压滞后效应的影响。最后对室内测定固结系数的方法进行了讨论。     

萧山饱和软粘土的渗透性试验研究

0引言土体的渗透系数是表征土体被水透过的能力,是土体基本力学性质之一,同时也是研究土体的非线性固结特性的重要参数之一,许多学者对其进行了研究。根据太沙基固结理论对于单层地基土可以只测定固结系数对其进行分析,对于成层地基情况则不尽然[1,2]。土体的渗透系数可以通过室内渗透试验测定,也可以通过现场渗透试验测定,有时也可采用经验公式估算[3]。由达西定律Q=kiAt,可以通过测定在一定水头差H下某一时间t内流过试样的渗流量Q,或者测定时间t=0时的水头h1与时间t=t’时的水头h2,计算得到土体的渗透系数。另外,可以根据一维固结理论,利用固结试验确定固结系数cv值后由其定义cv=kv(1+e0)/     

考虑土体三维强度特性的静压桩周超孔压解析及演变

 将饱和黏性土中静压沉桩过程近视看作柱孔不排水扩张问题,在充分考虑土体三维强度特性的条件下采用SMP准则改进的修正剑桥模型,推导得出柱孔扩张引起超孔压的基本解答。在此基础上,考虑桩周土竖向和径向固结,建立空间轴对称固结方程的定解条件,采用分离变量法求得桩周超静孔隙水压力消散的级数解答。分析桩周土体超静孔隙水压力随时间和空间的演变规律,揭示应力历史、径向和竖向固结系数以及剪切模量等因素对初始超孔压的产生和随后的固结速率的影响规律,并通过实例验证本文解答的合理性和适用性。通过与现场实测对比,本文解答较好地反映了静压桩周土体超静孔隙水压力的演变规律。此外,桩周土体的超静孔隙水压力随距桩侧径向距离增大呈对数衰减。剪切模量和竖向固结系数对桩周土体固结速率影响较小,而土体超固结比和径向固结系数对固结速率影响较为显著,表明超孔压消散主要发生在径向。研究成果对静压桩承载力的确定具有一定的指导意义。     

推算室内固结系数的剩余沉降对数法

试样剩余沉降(最终沉降与沉降的差值)的对数与时间呈线性关系,由线性方程的系数可推算出试样的固结系数。采用最小二乘原理估计线性方程的系数时需事先确定最终沉降,由于线性方程的线性相关系数是最终沉降的函数,为使线性拟合达到最佳,最终沉降应使线性相关系数取到极值,根据这一条件可解析出最终沉降。与推算固结系数的时间平方根法和时间对数法等方法相比,本文方法无需固结试验初始阶段和最后阶段的数据,从而避免了初始沉降和后期次固结沉降的影响,并加快了固结试验的进程。     

黏土铺盖裂缝淤填固结的理论与试验研究

针对渗透力作用下黏土铺盖裂缝的淤填固结问题,对其固结机理进行阐述。在充分考虑了孔隙比与有效应力、孔隙比与渗透系数的非线性关系条件下,提出了以孔隙比为控制变量的大变形固结微分方程。通过渗透诱发固结试验确定微分方程中的待定系数,该系数综合反映了软黏土初始孔隙比、压缩性、渗透性等随时空变化的影响。采用数值方法求解微分方程,得出了孔隙比在固结过程中随时空的变化规律。采用模型试验模拟了淤填黏土的固结过程并对数值计算结果进行了验证。选择渗漏问题严重的水库进行了现场试验。     

吹填软土一维大变形自重固结的有限差分数值解

吹填软土发生自重固结的物理本质在于超孔隙水压力的消散与有效应力的增长,以往有关土体大变形自重固结问题的求解方法多基于Gibson大变形固结理论,未从物理本质上反映土体的固结过程。文章基于Gibson大变形固结理论的有关假定,推导建立以超孔隙水压力为变量的一维大变形自重固结控制方程,该方程的形式简单,系数的物理意义明确。结合吹填软土自重固结的边界条件及初始条件,采用修正隐式差分格式的有限差分法求解得到方程的有限差分数值解,该数值解能够求解任意e-σ′和e-k函数关系下吹填软土的自重固结过程。通过与Lee和Sills求得的解析解及SWC模型解对比,从超孔隙水压力、孔隙比及沉降3个方面对数值解的正确性进行验证。利用文章所提方法分析初始厚度、初始孔隙比及土粒比重对自重固结性状的影响。分析表明,土体自重固结过程中的沉降固结度始终大于孔压固结度,初始厚度对孔压固结度的影响更大,初始孔隙比及土粒比重对沉降固结度的影响更大。     

双层地基─维固结理论与应用

本文研究了双层地基一维固结问题，给出了荷载随时间任意变化及起始孔压沿深度任意分布情况下双层地基一维固结解答，讨论了双层地基一维固结特性，并为双层地基平均固结度的实际计算提供了图表。与均质地基不同，双层地基平均固结度按沉降定义和按平均孔压定义是有区别的。土的固结系数并不是决定双层地基固结速率的唯一指标。土的压缩性对双层地基固结有重要影响，土越硬，固结越快。     

双层地基─维固结理论与应用

本文研究了双层地基一维固结问题，给出了荷载随时间任意变化及起始孔压沿深度任意分布情况下双层地基一维固结解答，讨论了双层地基一维固结特性，并为双层地基平均固结度的实际计算提供了图表。与均质地基不同，双层地基平均固结度按沉降定义和按平均孔压定义是有区别的。土的固结系数并不是决定双层地基固结速率的唯一指标。土的压缩性对双层地基固结有重要影响，土越硬，固结越快。     

一维固结理论一般解与固结沉降过程简便计算

对代表目前研究水平的几个主要固结理论解析解进行了分析研究,结果表明,线性、非线性、大变形、次固结流变等条件下的固结理论解析解可用一个一般解形式来表示,而一般解的形式与经典Terzaghi固结理论解相同,只需用变量D_v(t)代替Terzaghi常数固结系数C_v。研究表明,不同的D_v(t)形式反映了固结模型中的不同假定,通过拟合试验得到的D_v(t)可以综合反映非线性、大变形与次固结等影响因素。在此基础上,建议了一个简便的固结变形时间过程计算方法。建议方法无须另行复杂的参数试验,方法简单实用,与试验结果吻合很好。