成层软粘土地基非线性流变固结性状研究

成层软粘土地基非线性流变固结性状研究

蓝柳和[1]2002年在《成层软粘土地基非线性流变固结性状研究》文中进行了进一步梳理基于多层地基—维线弹性固结解析解和迭代法,建立了能求解复杂一维固结问题的半解析算法,并将其分别应用于求解成层软粘土线性流变一维固结问题(采用叁元件线性流变模型)和成层软粘土非线性流变一维固结问题(采用时间线非线性流变模型)。 首次编制了能同时考虑土的非线性流变特性、成层性、渗透性变化以及土体自重和变荷载的固结计算程序AODNRCLS,并且通过与已有的解析解或数值方法计算结果进行比较,验证了本文半解析算法和程序的正确性。当不考虑土的流变特性时,本文的计算程序AODNRCLS就可退化到现有的成层地基一维非线性固结计算程序NAODCLS;而当进一步不考虑土的非线性时,程序便可化为成层地基一维线弹性固结计算程序ODCALS。 利用本文程序详细地分析了单层、双层和多层地基线性流变和非线性流变固结性状,绘制了大量的固结曲线,讨论了各种因素对地基孔压消散、沉降以及固结度发展的影响。分析研究表明:当考虑土的流变时,存在着两种不同定义的平均固结度,即按有效应力定义的固结度U_p和按沉降定义的固结度U_s,前者反映了地基中超静孔压的消散率(或有效应力的增长率),而后者反映的则是地基表面的沉降率,两者在数值上有较大的差异,特别是对于成层地基。一般而言,影响非线性流变固结和沉降固结过程的主要因素有:压缩指数与渗透指数之比(c_c/c_k或λ/β)、次固结系数与压缩指数之比(c-a/c_c或ψ/λ)以及c_e/(1+e_0)、参考时间t_(ref)、自重应力(或q_n/(?))和加荷速率(T_(vc)或t_c)等值。土体流变不仅会使地基沉降增加,还会显着地减小土中超静孔压的消散速率;同样,超静孔压的消散也影响着土的流变发展。这种耦合作用说明了把固结过程人为地划分成主固结和次固结两个相对独立的过程是欠合理的。 本文工作首次将软粘土的非线性、成层性、流变等重要特性同时纳入固结理论研究中,并为获得成层地基一维非线性流变固结解提供了有效工具,从而发展和完善了固结理论。

郑辉[2]2004年在《软粘土地基大应变非线性流变固结理论研究》文中提出固结理论历经八十年的发展已较为完善。然而,虽然非线性、流变、成层性是实际软粘土的最基本特性,现有的各种固结理论仍不能将之同时考虑,而仅能考虑其一或其二。因此系统深入地开展更贴近实际的成层软粘土地基大、小应变非线性流变固结理论研究具有重要理论和实际意义。 本文首次将软粘土的非线性、流变和成层性等特性全面纳入大应变固结理论研究中。首先,基于现有研究和简化假定得到了变荷载下单层软土地基一维大应变非线性固结解析解。然后根据离散和解析相结合的原则,利用已有的成层地基一维线弹性固结解析解,建立了能求解复杂一维固结问题的半解析方法,编制了相应的能综合考虑土的非线性、流变、成层性、自重以及变荷载等复杂因素的软粘土一维大应变固结计算程序,并通过与已有各种解析解的比较对半解析法及其程序的正确性和有效性进行了验证。进而通过大量的计算、对比和固结曲线的绘制,全面分析了土的非线性、流变、成层性等因素对固结的影响以及大、小应变固结理论的差别,揭示了软粘土的大应变非线性流变固结性状。 研究表明:大、小应变固结理论的差异随土压缩性或荷载的增大而越趋明显;土体自重是影响固结的一个重要因素,考虑自重要比不考虑自重固结快、最终沉降大;土的流变性增大将最终迟滞软土地基的固结;土的压缩性和渗透性的非线性变化、土的流变性、成层性、自重及变荷载等因素对固结的影响相互交织,错综复杂,在固结分析中对之综合加以考虑,才能真实反映软土的固结性状。 本文在简化假定下给出的考虑变荷载的软粘土一维大应变非线性固结解析解为大应变固结问题各种数值解法的验证提供了直接有效的工具;建立的半解析法和编制的相应程序为实际软粘土地基的固结分析提供了更为先进合理的理论支撑。

参考文献:

[1]. 成层软粘土地基非线性流变固结性状研究[D]. 蓝柳和. 浙江大学. 2002

[2]. 软粘土地基大应变非线性流变固结理论研究[D]. 郑辉. 浙江大学. 2004

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