循环荷载下半透水边界粘弹性一维固结解析解

针对单层粘弹性地基模型,对循环荷载傅立叶级数展开,由固结方程求得循环荷载作用下半透水边界饱和软粘土一维固结解析解,并通过边界转换,可以得到任意边界地基在任意随时间变化的荷载作用下的孔压变化情况,研究的成果为软粘土地区的工程建设提供重要的指导。     

半透水边界的粘弹性土层在循环荷载下的一维固结

基于Terzaghi一维固结假设,研究分析了半透水边界的粘弹性土层在循环荷载下的一维固结问题。利用Laplace变换,得到了随时间任意变化的荷载作用下的解答,并结合数值Laplace逆变换,对几种常见的荷载进行了讨论,得到了一些有益的结论,可以用于指导工程实践。     

两种循环荷载共同作用下地基一维固结

一维固结理论是本文的一个特例。根据不同土层深度以及地下水位的变化对孔压变化的影响进行固结性状分析,得到有关的固结曲线,结果表明:两种循环荷载作用下,固结开始时固结速度反而慢,但是随着固结的深入,其固结速率加快,孔压值达到一定值后,与单种循环荷载作用趋于一致;两种循环荷载下孔压值随时间先增大后减小,与实验结果先一致;孔压呈振荡变化并且最终趋向于某一定值后基本保持不变。     

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。     

双面半透水边界的一维粘弹性固结理论

研究了考虑土的流变特性时具有双面半透水边界的饱和粘土层的一维固结问题，并求出了相应的解析解。根据解析解的结果，通过电算程序，作出了几个主要影响因素对固结过程的影响曲线图。研究表明，粘土层顶面和底面的透水性能对固结过程均有着较大的影响，而流变特性主要影响固结的中后期。     

循环荷载作用下软土的一维固结分析

利用受恒载作用下多层地基的一维线性固结问题的解析解,给出了受循环荷载作用下单层地基考虑压缩性变化的一维固结问题的解答。单层地基被平均划分为n层,并把固结时间和荷载也相应的划分为相同的等份,这样在每一微小的时间段内土层的一维固结问题可以处理为恒载线性问题。每一层土体的压缩、回弹状态可以根据该层的有效应力加以判断,通过选择不同的压缩系数并利用现有的多层地基土的固结理论进行分析。编制了相应的计算程序,与不考虑压缩性变化的解析解进行了比较。在证明了该方法的可靠性的基础上,分析了土体受循环荷载作用下的一维固结性状,最后给出了一个工程计算实例。     

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。     

循环荷载作用下粘弹性地基一维固结沉降

针对单层粘弹性地基模型,对循环荷载作傅立叶级数展开,求得循环荷载作用下不透水（透水）边界饱和软粘土一维固结沉降解析解。通过固结沉降分析,结果表明：在循环荷载作用下,地基中各点的沉降相对荷载有滞后发展现象,流变性越大,滞后越明显;相对于弹性地基,粘弹性地基的沉降要大,达到稳定的时间越长。流变性对固结的作用主要发生在中、后期。     

循环荷载作用下饱和软粘土非线性一维固结

根据饱和软粘土地基非线性一维固结理论，针对单层饱水地基模型，运用Laplace变换求解了在循环荷载作用下的单层饱水地基一维非线性变形问题；通过Laplace逆变换，即可计算单层饱水地基在循环荷载作用下的非线性一维固结。结合单层地基在几种常见循环荷载作用下固结变形的算例，对解进行了探讨，揭示了循环荷载作用下单层饱和软粘土地基非线性一维固结的特性，得到了一些可用于指导工程实践的有意义的结论。     

变荷载下考虑非达西渗流的一维固结半解析解

 基于非达西渗流定律,运用成层地基线性固结解析解与数值离散相结合的半解析方法,得到变荷载作用下一维固结问题的半解析解。将半解析解与达西渗流下的解析解和非达西渗流下的差分解进行对比,验证半解析解的可靠性。进而对不同参数下的固结性状进行分析。结果表明：非达西渗流模型中的参数对一维固结性状有重要影响,指数越大、临界水力坡降越大,则土层的固结速率越慢;同时,荷载的大小与土层厚度对土层固结性状有重要影响,作用于土层的荷载越大,则固结速率越快;土层越厚,则固结速率越慢。在非达西渗流下,传统固结理论中固结时间与土层厚度平方成正比的相似关系不再满足。荷载的加荷速率越快,则土层的固结速率越快。最后,讨论了达西渗流定律在一维固结计算中的适用范围。     

三角形循环荷载下软粘土非线性解

通过假定土体中的初始有效应力沿深度均匀分布,以及固结过程中土体渗透性的降低与压缩性的减小成正比,得出了低频三角循环荷载下单层地基一维非线性固结的解析解。     

双面半透水边界的散体材料桩复合地基固结分析

研究了具有双面半透水边界的散体材料桩复合地基固结问题,并求出了相应的解析解。根据解析解的结果,编制相应的计算程序,绘制了几个主要影响因素对固结过程的影响曲线图。研究表明,复合地基的顶(底)面的透水性能参数Rv 1和Rv2 、桩土压缩模量之比Y、长细比H/dw和涂抹区大小因子s 均对固结过程有影响。Rv1 和Rv2 值越大,复合地基固结越快。但与其他参数相跋旖闲     

变荷载作用下CCSG桩复合地基固结分析

针对CCSG桩复合地基这种新型地基处理技术,研究了其在工程实际中常遇到的情况,即考虑土体水平渗透系数变化以及荷载逐渐施加的固结问题,建立了相应的数学模型,推导得到了固结一般解,并具体给出了单级等速加载情况下的特解,且荷载瞬时施加情况下的复合地基解析解为本文解的特例。通过计算分析得到加荷时间等参数对固结过程的影响曲线。结果表明:加载历时越长,强涂抹区范围越大,固结速度越慢。最后将实测数据反算,获得其固结度变化曲线,该曲线与本文理论获得的固结度变化曲线走势相似,可以验证本文解析解的正确性。     

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。     

循环荷载作用下偏压固结饱和粘土孔压模型

动荷载作用下等压固结饱和粘土的孔压模型已有很多,而偏压固结的动孔压模型却鲜见于文献.根据摩尔-库仑极限平衡原理,推导了非等向固结状态下振动孔隙水压力极限值公式,建立了循环荷载作用下偏压固结饱和粘土的孔压数学模型.通过试验验证,所提出的孔压模型是合理的.     

第二类越流系统中结构性弱透水土层一维固结解析解

在第二类越流系统中,考虑弱透水土层的结构性,将单层土转化为土体厚度不断变化的双层土一维固结问题,推导了以水头表示的结构性弱透水土层的一维固结解析解,进而给出了水位瞬时和线性下降情况的解答。结合3种不同算例,分析了在水位瞬时下降情况中,土的结构性对固结性状的影响。结果表明：结构特性越强,水头变化越慢,趋于稳定的时间越长,按沉降定义的平均固结度在结构性强的土层中增加得越缓慢。     

外荷载随时间变化下考虑起始电势梯度的一维电渗固结解析解

将起始电势梯度的概念引入电渗固结理论,基于相关假定建立了外荷载随时间变化下考虑有效电势衰减的一维电渗固结控制方程,利用变量代换和分离变量法获得了电渗固结通解,并给出了常见加荷形式下解析解的表达式。将退化解与已有解析解进行比较,并将所提解与有限差分解展开对比,验证了所提解答正确性。基于所提解析解,分析了相关参数对软土地基电渗固结特性的影响。结果表明：起始电势梯度的存在降低了超孔隙水压力绝对值和沉降量;水力渗透系数的减小有利电渗排水固结过程的进行,且电渗透系数与水力渗透系数比值越大,沉降量越大、电渗排水固结效果越好;当采用电渗联合堆载预压法加固时,电渗作用可降低因外荷载引起的正超孔隙水压力的最大值,提高固结排水时土体的稳定性。     

双层非饱和土地基一维固结半解析解

基于Fredlund和Hasan的非饱和土一维固结理论,将非饱和地基假定为双层,引入层间渗流连续条件,得到双层非饱和土地基一维固结控制方程。采用Laplace变换将偏微分方程组转化为常微分方程组,求解得到双层非饱和土地基在单面、双面渗透边界条件下超孔隙压力和沉降在Laplace域内的解;并利用Crump数值方法实现Laplace逆变换,最终得到时间域内双层非饱和土地基一维固结的半解析解。通过与已有文献和有限差分解的结果比较,验证了所得半解析解的有效性。基于得到的解答,结合算例考察了不同层间渗透系数比下,双层非饱和土地基中超孔隙压力的分布规律;并通过参数分析讨论了土层厚度比和层间渗透系数比对双层非饱和土地基沉降的影响。     

长期循环荷载作用下粘土的一维沉降

1　引　　言 yh高速公路、高速铁路、飞机跑道、机场停机坪、过江隧道和贮罐基础以及近海的海上建筑基础等所受的荷载均是长期循环荷载。它们在遭受连续不断的循环荷载时 ,即便是经过长期固结过程的软土地基也会产生不同程度的沉降 ;由于抽取和回灌地下水、融雪或由于农业的行为 ,也可使地基产生下沉 (Ｙａｍａｎｏｕｃｈｉ和Ｙａ ｓｕｈａｒａ ,1975;Ｔｏｈｎｏ等 ,1989;Ｄａｉｔｏ ,1992 ) [1～ 3] 。如建于Ａｒｉａｋｅ粘土上的日本某低路堤高速公路 ,在投入运行后发生了惊人的沉降 ,5年达 1～ 2ｍ[4 ] ,我国的杭甬高速公路也由于不均匀沉降而发生了较多的桥头跳车现象。日本某铁路在