滨海软土非线性蠕变特性的试验研究

 合理描述滨海软土的蠕变规律对于软土地区各类建(构)筑物的长期稳定性和运行安全性是十分重要的。利用单向固结仪和改进的直剪蠕变仪,开展不同加荷方式下滨海软土的蠕变试验,获得应变与应力和时间的关系,分析其蠕变性状的结构性效应和影响因素,建立相应的蠕变模型。试验结果表明,天津滨海软土具有明显的非线性蠕变特性,其蠕变变形演化特征受其结构性制约和影响。在低应力水平条件下,软土蠕变量非常低,双对数应变–时间关系曲线存在明显的转折点;在高应力水平条件下,蠕变速率较高且产生很大的瞬时蠕变量;实施预压荷载作用不仅降低了软土最终的蠕变量,同时也影响到主、次固结的分界特性。采用修正的对数型表达式能较好地拟合滨海软土的瞬时弹性应变、衰减蠕变和稳定蠕变阶段。滨海软土的剪切蠕变变形在低应力水平下呈现出折线特性,而高应力条件下可近似为线性特性,其剪切模量随时间呈现减小趋势,随应力呈现先增大后减小的趋势,而黏滞系数随时间和应力呈现线性增大趋势。     

软土蠕变特性试验研究

针对广州南沙原状软土进行了一系列室内试验研究,包括三轴压缩试验、三轴蠕变试验和一维固结试验,系统地探讨了软土的蠕变变形特性。结果表明:软土的蠕变特性与多种因素有关,包括土体的初始固结度、土层排水条件、加荷比等;次固结系数与固结压力的关系取决于土体的先期固结压力和试验中的加荷比。     

南沙软土固结变形特性试验研究

在一系列室内固结试验的基础上 ,探讨了南沙软土的固结变形特性。试验结果表明 ,南沙软土的次固结效应显著 ,主、次固结的划分与固结压力有关。随着固结压力的变化 ,次固结系数表现出与当前应力状态有关的变化规律。当处于正常固结状态时 ,次固结系数近似为一常数。同时 ,固结系数和固结压力、次固结系数和压缩指数之间均有较好的相关性。     

侧向卸荷条件下软土典型力学特性试验研究

 针对侧向卸荷条件下软土变形、强度、蠕变等典型力学特性,选取珠三角洲相沉积的典型灰黑色淤泥质软土进行室内三轴试验研究。试验结果表明：侧向卸荷条件下的应力–应变规律呈应变硬化现象,可采用平均应力进行归一;土样在侧向卸荷条件下进行不排水剪切时会产生负的孔隙水压力,使得有效应力强度反而低于总应力强度,与轴向加荷条件下的强度规律不同;侧向卸荷条件下的初始卸荷模量小于轴向加荷条件下的初始卸荷模量,与平均固结压力呈线性关系;任一时间的卸荷变形模量仍可表示为切线模量,并可通过试验成果推导得出;侧向卸荷条件下软土蠕变变形比轴向加载显著,即使在偏应力不大时仍占总变形的较大比例;应变率随时间的下降呈较好的双对数线性关系,可以建立考虑剪应力水平对初始应变率影响的线性经验公式来估算某级荷载下应变率随时间的发展。     

江苏海相软土压缩特性试验研究

对原状江苏海相软土样进行一维压缩和蠕变试验研究。试验数据表明,江苏海相软土的初始压缩指数Cc和次压缩指数Cα与天然含水率和孔隙比具有一定相关性,尽管初始压缩指数Cc和次压缩指数Cα不是常数,Cc和Cα与垂向压力大小有关,Cc和Cα在统计意义上又有相关性,且Cα/Cc接近常数,基于Cα/Cc比值可预测次固结变形,理论预测结果与实测结果基本一致。     

不同卸荷路径下软土变形特性试验研究

本文通过不同的试验方式对软土进行了不同卸荷路径下的变形特性试验研究。一维压缩回弹试验成果表明,软土的回弹变形随着预压荷载的增大而增大,但与卸荷过程中的卸荷比无关;土样再加荷时的压缩模量小于回弹模量而大于初始压缩模量;得到回弹孔隙比、回弹模量的计算公式,从而计算基坑开挖引起的回弹变形量。三轴卸荷蠕变试验成果表明不同的卸荷路径得到不同性质的蠕变变形;卸荷变形模量随应力路径、时间、荷载的变化而变化。     

荷载对软土次固结影响的试验研究

现有计算软土次固结变形的常用方法是不考虑荷载对其影响的。大量的试验表明荷载对次固结有较明显的影响。本文对次固结变形与荷载的关系进行了较详细的探讨,并着重研究了正常固结土的次固结特性,且对其规律进行了总结和分析。结果表明:对超固结土,次压缩系数随荷载增大而增大;对正常固结土,次压缩系数随荷载增大而减小。在此基础上提出了正常固结土次固结沉降量随固结压力变化的计算方法。     

珠江三角洲软土特性研究

根据在珠江三角洲内收集到的近千年软土土样的试验成果，对其基本物理、力学指标进行了统计和分析，并根据实测资料和室内试验成果，分析了软土的非线性特征和蠕变特性，通过非线性弹粘性模型的计算，分析了蠕变特性对软土地基变形和孔压消散的量化影响。     

宁波软土次固结特性试验研究

软土工程特性具有区域性特点,次固结变形特性也存在差异。为此通过室内一维固结蠕变试验,系统研究宁波软土次固结变形特性,分析次固结系数与固结压力、时间及压缩指数的关系,并与其它软土地区相关试验成果进行比较,以揭示宁波软土的次固结特性。     

深圳海相沉积软土蠕变特性的试验研究

为探求近代海洋沉积相软土的蠕变规律,对深圳海相沉积软土开展一维压缩蠕变试验和不同固结压力作用下的三轴固结不排水蠕变试验。试验表明,近海沉积相软土蠕变的非线性特性显著,非线性特征通过应力水平的增大而逐渐显露;由于一维压缩蠕变试验中环刀的侧限作用,试样没有发生快速蠕变破坏现象;次固结系数随着固结压力的增大会出现峰值,且峰值...     

软土变形特性的神经网络模型研究

根据软土三轴试验成果和神经网络技术建立不同应力路径下软土BP模型和软土蠕变BP模型,并通过独立试验数据验证模型的可靠性,说明神经网络模型可以作为土体建模的有效路径。通过不同训练方案的对比预测可知:作为软土变形试验的一种补充手段,神经网络模型更适用数据内插的预测。另外,训练样本的多少和可靠性对模型精度影响显著。     

软土卸荷时效性及其孔隙水压力变化试验研究

 采用英国GDS公司生产的STDTTS+UNSAT(7 kN/1 700 kPa)型号三轴测试系统,对上海淤泥质软土进行一系列室内试验研究,系统地探讨基坑不同区域的卸荷时效性特性及其孔压变化规律。试验结果表明,软土卸荷后蠕变可出现3个阶段：衰减蠕变、等速蠕变、加速蠕变。当应力水平较低时,蠕变曲线只出现蠕变的第1阶段;当卸荷应力水平增大到一定值时,蠕变曲线出现第1,2阶段;当应力水平较高时,变形急剧增加,土样很快就出现破坏。但不会出现从蠕变的第2阶段(等速蠕变阶段)直接过渡到蠕变第3阶段(加速蠕变阶段)的情况。孔压系数随时间而变化,并不是常数。卸荷时基坑不同区域孔压均减小,然后在不排水蠕变阶段逐渐增加到最大值,此时基坑安全系数达到最小。     

基于变形条件的黄土结构性试验研究

黄土的结构性由黄土颗粒之间的联结结构强度和摩擦结构强度所决定,要定量描述黄土的结构性,就要定量研究黄土联结结构强度和摩擦结构强度的变化规律。为此,提出基于变形条件的黄土结构性参数即联结结构变形势参数mp1、摩擦结构变形势参数mp2及结构变形势参数mp,并通过黄土的侧限压缩试验研究原状黄土和人工水泥结构性黄土的结构性及其结构性参数的变化规律,揭示含水率、压力、密度、水泥含量等对黄土结构性的影响,并对所提出的基于变形条件的黄土结构性参数的合理性进行讨论。     

红层软岩变形特性试验研究

 以沪蓉西高速公路工程中发生变形破坏较多的巴东组红层软岩为研究对象,通过室内三轴压缩试验、现场承压板压缩试验及流变试验对岩体的变形特性进行系统分析。室内三轴试验分别对自然和饱水状态下的岩体进行分析研究,建立考虑结构面闭合变形的红层软岩弹性本构模型,并分析水对岩体变形特征的影响;现场承压板试验分别对泥质含量不同的2处岩体进行压缩试验,分析其变形特性的异同,同时对其中一点在外荷载作用下内部岩体的应力分布以及位移影响范围和深度进行探讨,并对循环荷载作用下岩体的变形特性进行分析;流变试验在3级不同荷载下进行,通过试验结果建立考虑结构面闭合变形的流变本构模型。通过以上一系列分析研究,从整体上把握巴东组红层软岩的变形特性,为深入研究该岩体其他特性打下基础,同时对该类岩体组成边坡,尤其是对反倾边坡的设计具有重要的指导意义,也为预应力锚索在该类岩体边坡中的加固效果研究提供参考。     

基于修正硬化模型的软土深基坑变形数值分析

采用理想弹塑性模型对软土中地下工程开挖造成的变形问题进行分析会导致结果不准确。基于土的修正硬化模型,考虑小应变对其复杂变形特性的影响,以一工程实例为依托,对软土中深基坑开挖引起的连续墙变形和地表沉降进行数值模拟,结果表明：在连续墙变形预测上,理想弹塑性模型(Mohr-Coulomb(MC)模型)预测结果明显偏大,基坑底部以下尤为明显,硬化模型预测规律与监测值一致,但结果偏大;在地表沉降预测上,与修正硬化模型相比,MC 模型沉降槽要更宽更深,硬化模型结果偏大。总体来看,修正硬化模型可考虑不同加卸载状态引起的土的刚度变化和低应变性态的影响,在变形数值及其规律预测上,都要优于MC模型和硬化模型。     

动力排水固结法处理软土地基孔压和变形问题研究

通过动力排水固结法处理饱和软粘土地基现场试验测试数据。寻求动荷载作用下饱和软粘土的孔压和变形的发展规律。发现同一深度土体超静孔隙水压力的消散与变形具有一致性关系。对动力排水固结法加固淤泥类软土地基的作用机理研究和工程实践具有指导意义。     

软土路基侧向变形测试分析与限制研究

分析了用测斜仪测量软土路基侧向变形存在的问题，考虑软土层顶部硬壳层对测斜管的约束作用及测斜管管材与软土刚度的差异等影响因素，初步探讨了测斜管与软土体相互作用的力学机理及位移计算方法。结合工程简例，提出了定量研究各种软基加固方法限制软土体侧向变形的必要性。     

秦皇岛滨海饱和软土的试验研究

为保持饱和软土的天然结构特征，野外采用开挖探井，环刀取土的方法获得了大量Ⅰ级土试样，并在室内进行有关饱和软土的物理力学性质试验。结果表明：秦皇岛滨海饱和软土的天然含水量介于37％～44％，土性属淤泥质粉质粘土。基于浅层平板载荷试验、静力触探试验以及十字板剪切试验，对饱和软土的天然抗剪强度、灵敏度、承载力进行了试验研究。建立了十字板抗剪强度和试验深度、静力触探比贯入阻力的经验公式，为工程应用提供了便利条件。秦皇岛滨海饱和软土的天然不排水抗剪强度平均值为27kPa，灵敏度为2．4～12．5，具有中高灵敏性。其地基强度的使用应综合考虑建筑物的加载速率、地基容许变形等多种因素。