软土的次固结特性试验及计算模型研究

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1、河海大学博士学位论文软土的次固结特性试验及计算模型研究姓名：余湘娟申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：殷宗泽20080301河海大学博士学位论文摘要流变是软土变形理论研究中的关键阀题之～，很多工程事故都与土体的流变有关。因此，对软土的蠕变次固结变形特性进行专门的研究是十分有意义的。本文利用单向固结仪及应力控制式三轴剪切流变仪，对取自汕揭和汕汾高速公路路基的原状软土和部分重塑土样。进行了单向以及三轴固结排水情况下的次固结变形特性试验研究。为了对软土的单向次固结特性进行深入的研究，本文在单向次固结试验中考

2、虑了荷载大小、不同历时、超固结与正常固结、重塑土与原状土、分级加载与分别加载等因素对软土次固结变形的影响；在三轴排水条件下考虑了固结压力、偏应力和时间对次固结体积应变和剪应变的影响；在详细分析试验结果的基础上建立了单向和三维条件下次固结应变的经验公式。具体内容和结论如下：1．利用轻便型固结仪和高压固结仪对不同压力作用下软土次固结变形规律进行了研究，研究结果表明：原状软土的次固结系数与压力有关。超固结试样的次固结系数随着压力的增加而增大，正常固结试样的次固结系数随着压力的增加而减小。建立了考虑压力对次固结变形

3、影响的一维次固结经验公式，并结合工程实际对该经验公式进行了验证。2．对不同历时条件下软土次固结变形规律进行研究，结果表明；对于正常固结土，不同历时下e—lgP曲线并不是平行线，而是一组斜率随荷载而减小的曲线。对Bjc删m不同历时的对数模型进行了修正，提出了能反映次固结特性的次固结沉降计算方法。3．采用双曲线形式对单向次固结试验的次固结应变与时问关系进行了拟合，建立了一个三参数的单向次固结经验公式。通过实例计算和分析得出双曲线拟合应变与时间关系的经验公式适合于次固结特性不是很强的一般粘土和无粘性土，对于结构性

4、较强和含水率较高的软秸土，用应变与时问对数的关系来表示变形随时间变化更符合软土的变形特性。4．利用应力控制式三轴剪切流变仪器，进行了不同围压及偏应力状态下软粘士排水次固结变形试验。考虑了橡皮膜的渗漏对体积变形量测的影响，对实测体积变化量进行了修正，得出三轴条件下次固结应变(轴向应变、体积应变和剪切应变)随时间变化的规律；建立了考虑时间因素影响的三维次固结经验模型，为三维有限元计算提供了依据，并给出了三维次固结沉降量计算的基本思路。5。对本文工作进行了总结，并提出了今后工作的方向和改进的建议。关键词：软粘土、

5、一维、次固结试验、次固结系数、压力、流变模型、BjemJm模型修正ⅡAbstractRheologyis㈣ofthekeyproblemsofsoftsoil’Sdeformationm∞哪manyengineeringaccidentshaverelationswithsoil’stheology．Therefore,itisverysigulfw．anttostudythecreepcharacter／stiesofsoftclay．Onedimensionslandtriaxialconsolidat

6、eddrainedtestsWel-ecarriedouttos如dythesecondaryconsolidationdeformationpropertiesofnaturalsoilfromShantou-Jieyanghighwayonone-dimensionulconsolidometerandstresscontrolledtriaxlalshealrheometcr．．Inordertostudysoil’Ssecondaryconsofidafionpropertiescomprehens

7、ively，theeffectsofloadmagnitude，duration,overconsoditation,remouldedorintactsoil,steporrespectiveloadingWeretakeninto∞couDt．Influenceoftheconfmingpressure．deviatoricstressanddurationonthevolumestrainandshcar$Uainofthesecondaryconsofidafionwe∞studied．Basing

8、∞thetestresult,empiricalformulasforsecondaryconsolidationsUaiuofooe-dimensionalandthree-dimensionalconsolidationWereobtained．The埘imafycontentsandconclusionsarc∞follows：(1)Portableconsolidometerandhighpressure