软土压缩模量计算方法及其应用

采用双曲线函数对固结试验中e-p数据进行拟合,得到关于孔隙比和压缩应力的双曲线模型。在渗透系数与孔隙比关系的基础上,利用e-p双曲线模型推导软土在压缩过程中软土固结系数与有效固结应力的关系式。通过室内渗压试验的数据验证了本文计算模型的正确性。本文计算模型较好的反映了固结系数和有效固结应力之间的关系,可以为工程设计提供有益的参考。     

压缩过程中软土固结系数与有效固结应力的关系

采用双曲线函数对固结试验中e-p数据进行拟合,得到关于孔隙比与有效固结应力的双曲线模型。在渗透系数与孔隙比关系的基础上,利用e-p双曲线模型推导出软土在压缩过程中固结系数与有效固结应力的关系式,并通过室内渗压试验的数据对该计算模型进行验证。结果表明,该模型较好地反映了固结系数与有效固结应力之间的关系,可以为工程设计提供有益的参考。     

考虑饱和黏土埋深影响的一维非线性固结

 由于饱和黏土层的埋深对初始有效应力影响较大，因此也会对其非线性固结特性产生影响。假定孔隙比与有效应力对数和渗透系数对数之间分别存在线性关系，那么可将考虑初始有效应力沿深度变化的饱和黏土一维非线性固结方程推广至考虑土层埋深的情况，因此，采用有限体积法对该方程进行数值求解。与E. H. Davis和G. P. Raymond非线性固结理论解析解的对比，证明该方法的有效性。在此基础上，探讨土层埋深、压缩指数与渗透指数的比值、地面均布荷载强度等参数对固结过程的影响。数值分析结果表明，当上述3个参数分别增大时，黏土层的沉降速率都将减小，而埋深对孔压消散速率的影响规律则要受压缩指数与渗透指数比值的制约。     

萧山软粘土一维固结系数非线性研究

根据广泛采用的e-lgσ′和e-lgkv关系推导出饱和软粘土非线性固结系数的表达式,该式反映了有效应力、孔隙比等因素对固结系数的影响。在固结过程中,利用可以测量孔压并在固结完成后可进行渗透试验的GDS先进固结试验系统对饱和的萧山软粘土进行一维固结试验,得到了压缩指数和渗透指数。利用非线性理论进行计算并与试验结果进行对比分析,发现土体在固结过程中固结系数是呈现非线性变化的。     

吹填淤泥自重固结性质试验研究

大变形自重固结理论可广泛应用于堆场设计和堆场吹填淤泥处理等方面,但对于沉积柱试验中淤泥的自重固结性质,尤其是非线性压缩关系和非线性渗透关系,并没有进行详细深入地研究。利用研制的沉积固结试验方法研究了太湖和白马湖吹填淤泥的自重固结性质。该方法由沉积柱、孔隙水压力测试装置和分层真空取样装置组成,利用该方法可得到淤泥自重固结过程中泥水界面、超静孔隙水压力、密度、有效应力、颗粒分布、压缩关系和渗透关系等参数的变化规律。压缩关系试验结果表明:两种淤泥压缩关系是非线性的。在较低的有效应力时随有效应力的增大孔隙比迅速减小,在较高的有效应力时随有效应力的增大孔隙比减小趋势趋缓。存在一个有效应力的分界点,低于此点不同时间时有效应力与孔隙比的关系较为分散,此时淤泥的压缩性很大,高于此点不同时间时有效应力与孔隙比的关系可认为是唯一的。两种淤泥渗透关系是非线性的。淤泥的非线性压缩关系和渗透关系可采用幂函数关系。     

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。     

强夯软基加固地面沉降实用计算方法

考虑夯击期间填土情况 ,引入极限孔隙比的概念 ,归并两类模型 ,建立了土体实际夯沉量计算公式及实用土方计算公式。提出强夯沉降换算系数 ,用以确定夯坑沉降与地面平均沉降间的关系 ,对极限孔隙比与沉降换算系数的意义进行了探讨。     

路堤下等应变复合地基的固结分析

 路堤下等应变复合地基固结沉降时,桩间土承担的荷载向桩体转移,桩土总应力不断变化,超静孔压增减量不等于有效应力增减量。考虑桩土总应力的变化、竖向排水体的压缩和孔隙水压力、桩体的排水性能、桩与排水体的距离等对复合地基的固结产生的影响。推导考虑桩体排水性能、桩土荷载转移、排水体压缩性和井阻的路堤下复合地基孔压、固结度、桩土应力比的解析解。固结分析表明,不透水桩可以加速地基固结,透水桩可能减缓固结,复合地基固结的快慢受桩身固结系数影响很大,高固结系数桩复合地基固结度大于小固结系数桩复合地基。     

渗透特性及填筑速率对路基固结的影响

计算软土路基沉降的一般方法没有反映路基渗透系数的变化以及填筑过程的时间效应影响,而大多采用同一渗透系数和一次加载的方式分析路基沉降。笔者采用ABAQUS有限元软件在考虑软粘土渗透系数随孔隙比变化经验公式以及不同填筑速率的基础上分析了软土路基的固结沉降,并进一步研究了填筑阶段路基内竖向有效应力随时间的变化。结果表明:(1)固结随时间的变化跟填筑过程有相关性;(2)渗透系数随深度非线性分布对路基的固结影响不可忽略;(3)加快填筑速率使得竖向有效应力增大的速率加快,沉降也加快;(4)填筑速率对固结沉降的影响主要集中在填筑阶段,对工后沉降影响不大。     

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。     

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。     

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。     

吹填超软土浅层真空预压加固处理前后的固结特性

超软土固结特性在吹填土地基处理设计中至关重要,针对#x0201c;浅层真空预压加固处理#x0201d;前后的超软土开展室内分级加载固结试验,研究了不同状态、不同方向下超软土的固结特性以及固结系数随固结荷载的变化规律。试验结果表明,超软土在低应力水平下,固结系数维持在一个较低的水平；随着固结压力的增加,固结系数虽有所增加,但增量比逐渐减小；与正常沉积土不同,超软土的径向与竖向结构屈服应力的比值明显大于正常沉积土；当固结压力超过结构屈服应力时,超软土的径向固结系数与竖向固结系数相差不大,这一特点与正常沉积土有较大的差别。     

全自动固结试验系统测定软土的次固结系数特性

次固结系数是反映软粘土在恒栽下随时间的增长而变形的一个重要特征指数.目前国内缺乏测试次固结系数的有效手段和方法,国家标准<土工试验方法标准>和其它地方、行业规范中都没有次固结系数测试的明确方法和要求.本文根据次固结系数定义及土工试验国标中测定沉降速率的要求,利用全自动固结试验系统测定各类软土在各级压力下土的次固结系数,...     

高岭–蒙脱混合黏土渗透各向异性的微观机理研究

为研究高岭–蒙脱混合黏土中膨润土掺入量及固结应力对渗透各向异性比的影响,利用三轴渗透仪对高岭–蒙脱混合黏土展开一系列渗流试验,并从微观结构的改变上进行机理解读,研究发现:(1)加入膨润土后,渗透系数及渗透各向异性比明显减小,但随着膨润土掺入量的增加,渗透各向异性比趋于稳定,原因是影响渗透各向异性比的有效孔隙权重比趋于不变,导致渗透各向异性比不再发生明显改变;(2)随着有效固结应力的增大,混合黏土的渗透各向异性比不断增大。有效固结应力增大时,有效孔隙面积比和有效孔隙权重比均在增加,导致固结应力增大时渗透各向异性比增大;(3)综合膨润土掺入量及固结应力对混合黏土渗透各向异性比的影响,若从微观结构上定量分析,建议采用有效孔隙权重比作为微观参数。     

常规三轴试验固结阶段的理论研究及试验验证

常规三轴试验的固结阶段属于球应力作用下的三维压缩而渗流只发生在竖向的特殊过程,与Terzaghi一维固结过程既有区别又有一定的共同点,因此不能直接用Terzaghi一维固结理论解决该问题。基于有效应力原理、Darcy定律和线性材料假设,建立常规三轴试验固结阶段的水压力消散理论方程,并进一步给出其分离变量法的幂级数解和有限元解答。算例分析表明,幂级数解在固结初期收敛性较差,只有当固结度稍大时才表现出良好的稳定性。将理论方程的计算结果与双压力室WF有效应力路径三轴试验结果比对后发现,理论方程能够揭示三轴试验固结阶段的主要特点。理论分析表明,其差异性主要在于理想假设与真实土样性质不完全相同这一客观存在。