适用于一般时变荷载情况的一维固结解析解

现有的一维渗流固结解析解只适用于特定的荷载类型,如矩形分布荷载和三角形分布荷载,而工程实际中常见的是更为一般的荷载分布形式,而且荷载往往是随时间而变化的。为更好地便于工程应用,结合前人研究工作,本文在一定的假设基础上,采用理论分析方法明确了一维渗流固结问题对应的基本微分方程和相应的边界条件,然后采用特征函数法,推导出更为一般的随时间变化的荷载分布形式下一维固结解析解,并且对解析解进行编程求解。最后将新解析解与已有的特定荷载类型下的解析解进行对比,结果表明采用新解析解能够快速准确地得出一般时变荷载作用下的一维固结解析解,值得在工程应用中加以推广。     

李群变换求解一维非线性有限变形固结问题

在对渗透系数与孔隙比以及有效应力与孔隙比的关系作出假设的基础上,讨论了不同初值和边值条件下的饱和粘土一维非线性有限变形固结方程,同时对不同边界条件的性质进行了评价.研究表明,对于一些相对简单的边界条件,通过李群变换的方法可以得到非线性固结方程的完整解析解.最后,将所得到的解答与Tan & Scott的有关解答进行了分析比较,并探讨了求解过程中出现的一些问题.     

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...     

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。     

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。     

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.     

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。     

软黏土一维非线性大应变固结解析理论

给出了软黏土一维大应变固结中土体总应力、有效应力、孔隙水压力、孔隙比和沉降等一般相互关系,通过对土体压缩性和渗透性的假定得到了拉格朗日坐标下以超静孔压为变量的一维非线性大应变固结方程及其解析解.利用此解分析了土体一维非线性大应变固结性状,并与传统的小应变固结理论作了比较.此解也可用于对大应变固结问题的各种数值解法的验证.     

两种本构模型修正土体一维固结理论比较

通过编程计算分析比较了e—lgp和双曲线两种模型修正土体一维固结理论的优劣,并结合具体算例进行了分析,结果表明,用e—lgp模型修正正常固结土比较简单,使用超固结土时麻烦,并指出双曲线模型更能反映土体本构关系对固结性状的影响且对超固结土也同样适用。     

变荷载下双曲线模型修正土体一维固结理论

 假定土体本构关系满足双曲线模型，把利用该模型得出的孔隙比e和有效应力s ¢的双曲线关系应用到一维单层均质地基固结理论的研究中，通过假定土体的初始有效应力沿深度均匀分布和渗透系数的降低与压缩系数的减小成正比，推导出任意荷载作用下一维非线性固结理论的方程。对于所得到的非线性偏微分方程，通过x-s ¢代换化成线性偏微分方程，并按照具体的初始和边界条件采用分离变量法求出土体有效应力s ¢和超静孔隙水压力u的解，由此分别推导出按沉降定义的平均固结度Us和按平均孔隙水压力定义的平均固结度Up的表达式。采用MATLAB语言编制相应的计算程序，结合具体算例与已有的修正非线性固结理论解的结果进行对比来论证本修正的正确性。计算结果表明：固结度随着时间的增长而增长，其增长速率逐渐减小；Us值稍大于Up值；2种修正的计算结果中存在微小的差异，其原因是在推导固结方程时采用了不同的本构模型以及不同的对渗透系数变化规律的假定。     

利用变系数差分法分析吹填土固结特性

按照真空预压规范设计的吹填土固结时间,经常发生吹填土固结度达不到设计要求。规范是根据井径比对固结系数进行折减来考虑吹填土固结特性,而吹填土的固结特性会受到加固过程中土体的孔隙比、渗透系数、压缩系数等因素随时间变化的影响。针对工程中出现的问题,结合模型试验的结果以及对土体的固结特性进行研究,用差分法对土体的固结情况进行数值计算。经与试验结果和差分法模拟结果对比,验证了方法的合理性,可作为实际工程的借鉴。     

HPFL加固RC轴心受压柱的二次受力有限元分析

在对HPFL加固5根足尺RC轴心受压柱的二次受力试验研究的基础上,进行了有限元模拟分析,试验研究和有限元模拟分析均表明加固后的柱子承载力和刚度都得到了相应的提高,且在二次受力加载时,加固层均呈现应变滞后现象,通过对有限元分析结果和试验结果的比较,验证了所建立的有限元模型的正确性与合理性。     

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。     

三亚海相软土次固结特性研究

港口工程建设中经常遇到海相软土地基,海相软土是一种流变性很强的饱和软粘土,次固结变形在总变形中占有一定的比重,次固结系数是用来计算次固结变形量的一个重要参数。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。本文以三亚海相软土为例,根据室内试验成果,对其次固结变形特性与荷载的关系进行了分析研究,得出了一些规律性结论,对海相软土地基的设计与工程实践有指导意义。     

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。     

灵敏性粉土的压缩及触变特性研究

山西汾河一级阶地的饱和粉土大多具有灵敏性,使得其强度和变形性质在扰动前后差别很大。为了研究灵敏性粉土的压缩及触变特性,对探井取样的原状土和重塑土样进行了一维固结压缩试验和无侧限抗压强度试验。试验结果表明,原状土加载到结构屈服应力处,沉降量突增,固结系数突增,主固结比突降,次固结对沉降的贡献开始上升;原状土与重塑土的差异是原状土的结构强度引起的,在高压固结压力下两者压缩曲线约在0.58e₀处重合;灵敏土无侧限抗压强度试验的应力应变曲线表现出类似超固结土的应变软化特性,其触变后恢复具有时效性,弹性模量受扰动影响较为敏感,可考虑作为扰动指标的量度。     

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。     

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。     

考虑起始比降的饱和土体一维复杂非线性固结研究

在固相物质坐标下推导出了考虑起始比降的饱和土体一维大应变固结控制方程。从新方程可以看出,要综合考虑土体固结过程中的渗流非线性,要同时考虑起始比降和渗透系数随孔隙比的变化。采用Mesri提出的两个经验关系式进一步推导出了新的控制方程。借助偏微分有限元软件FlexPDE对3个算例进行了分析。分析结果表明,土体固结开始阶段超静孔压先略微增大,然后减小,类似于Mandel-Cryer效应。起始比降越大,土层越深,该现象越显著。虽然超静孔压最大值随起始比降的增大而增大,但增量很小。如此微小的增量在室内试验和实际工程中是很难观察到的。因此在绝大多数实际工程中,不必考虑起始比降,经典的达西定律是适用的。该研究说明了考虑起始比降、几何非线性以及材料非线性对研究Mandel-Cryer效应的重要性,更深入地认识了饱和软土的固结性状。