基于等時壓縮曲線理論的軟土一維固結(jié)特性研究.pdf

1、軟土具有含水率高、孔隙比大、壓縮性高、滲透性差、抗剪強(qiáng)度低等特性，其長期變形量一般較大。在軟土地基上修筑建筑物時，變形問題和長期沉降問題是工程面臨的主要難題。軟土的變形與時間密切相關(guān)，這既包括超靜孔隙水壓力消散的固結(jié)壓密過程，也包括由土體粘滯性所引起的蠕變變形，兩者相互影響，共同決定著土體的長期沉降。因此，開展反映軟土變形與時間相關(guān)的性狀研究以及建立能夠考慮時間效應(yīng)的固結(jié)模型，對軟土地基固結(jié)沉降過程和固結(jié)沉降量的預(yù)測是具有理論和實(shí)際意義

2、的。
　　本文針對汕頭東部吹填軟土，在掌握試樣基本物理力學(xué)性質(zhì)的基礎(chǔ)上，通過室內(nèi)一維壓縮試驗(yàn)系統(tǒng)研究了軟土在不同固結(jié)條件下的壓縮特性及壓縮性指標(biāo)。主要研究內(nèi)容及成果如下：
　?。?）針對試樣進(jìn)行了K0側(cè)限固結(jié)試驗(yàn)，對比分析了試樣在不同初始狀態(tài)、排水距離和固結(jié)時間等條件下的等時壓縮曲線特性、基本變形規(guī)律和各項(xiàng)壓縮性指標(biāo)的發(fā)展規(guī)律。結(jié)果表明，不同固結(jié)因素影響下，試樣的等時壓縮曲線特性、基本變形規(guī)律和各項(xiàng)指標(biāo)的發(fā)展規(guī)律是一致的，只

3、是指標(biāo)的量值會因固結(jié)影響因素改變而發(fā)生變化，說明e-lgp等時壓縮曲線規(guī)律具有普遍適用性，能夠直觀地反映固結(jié)變形與時間相關(guān)的性狀，但是指標(biāo)的取值需要考慮固結(jié)影響因素。
　?。?）作為對比，進(jìn)行了等K柔性側(cè)限固結(jié)試驗(yàn)，將試驗(yàn)結(jié)果與K0側(cè)限條件下的成果進(jìn)行了對比分析。結(jié)果表明，等K柔性側(cè)限條件下，除了在正常固結(jié)階段0~0.1min時段內(nèi)產(chǎn)生了明顯的瞬時變形外，之后的壓縮變形特性及壓縮性指標(biāo)的發(fā)展規(guī)律與K0側(cè)限條件下的相同。等K柔性側(cè)限

4、條件下允許發(fā)生一定側(cè)向變形，導(dǎo)致壓縮性指標(biāo)發(fā)生相應(yīng)變化，其壓縮指數(shù)Cc約為K0側(cè)限條件下的1.8~2.6倍，次固結(jié)系數(shù)Ca約為K0側(cè)限條件下的2.3~2.4倍。
　?。?）為進(jìn)一步了解軟土的回彈再壓縮特性，還進(jìn)行了K0側(cè)限回彈-再壓縮試驗(yàn)，分析了回彈再壓縮變形特性及各階段應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)果表明，壓縮曲線具有明顯的分段特性，不同固結(jié)壓力回彈起點(diǎn)下的回彈-再壓縮等效直線可視為近似平行的，再壓縮超固結(jié)階段變形以彈性變形為主，可用彈性

5、理論計(jì)算該過程的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系；回彈再壓縮之后的正常固結(jié)壓縮線可視為回彈前正常固結(jié)壓縮線的延續(xù)，正常固結(jié)階段變形以粘塑性變形為主，彈性變形量很小，可采用粘塑性理論給出該過程的變形計(jì)算。
　　（4）在上述試驗(yàn)及成果整理的基礎(chǔ)上，基于等時壓縮曲線理論和等效時間概念，建立了分段式的一維彈-粘塑性固結(jié)模型，并明確了參數(shù)的物理意義和確定方法。該模型還給出了結(jié)構(gòu)屈服應(yīng)力點(diǎn)的確定方法，考慮了時間效應(yīng)對變形及土體結(jié)構(gòu)屈服應(yīng)力的影響，能夠較好地描述軟