考慮起始比降的軟土地基——維固結(jié)理論研究.pdf

1、由于達(dá)西滲流定律的獲得基于砂土的滲透性試驗(yàn),其在粘性土中適用性受到了一些學(xué)者的質(zhì)疑,已有滲透試驗(yàn)研究表明:對某些低滲透性飽和粘土而言,存在起始比降,只有當(dāng)土中某點(diǎn)的水力坡降大于起始比降(又稱起始水力坡降、起始水力梯度),該點(diǎn)才會發(fā)生滲流.然而,傳統(tǒng)的固結(jié)理論大都假設(shè)土中滲流符合達(dá)西定律,對于考慮起始比降的固結(jié)問題的研究并不多見。本文在已有研究的基礎(chǔ)上,采用解析法和半解析法較深入系統(tǒng)地研究了考慮起始比降的軟土地基一維固結(jié)問題。主要內(nèi)容及創(chuàng)

2、新成果包括:
　　 1.分析了初始孔壓三種不同分布形式下,即:初始孔壓降不小于起始比降、初始孔壓降不大于起始比降的負(fù)值、初始孔壓降絕對值小于起始比降,土中滲流邊界的運(yùn)動規(guī)律,建立了相應(yīng)的固結(jié)控制方程,推導(dǎo)了三種不同形式下考慮起始比降的一維固結(jié)孔壓解及地基平均固結(jié)度計(jì)算公式,并與已有差分解等進(jìn)行對比,在此基礎(chǔ)上計(jì)算分析了起始比降和初始孔壓分布形式對滲流邊界運(yùn)動速度、孔壓分布、地基平均固結(jié)度的影響,討論了按沉降定義和按孔壓定義的地基

3、平均固結(jié)度的不同,并編制了初始孔壓均布條件下滲流移動邊界與時(shí)間的關(guān)系表。
　　 2.針對工程中加載并非瞬時(shí)完成的實(shí)際情況,給出了變荷載條件下考慮起始比降一維固結(jié)普遍解,以及單級加荷條件下,當(dāng)加載時(shí)間分別大于和小于滲流發(fā)展到土層底部所需時(shí)間的情況時(shí),滲流移動邊界、孔壓和地基平均固結(jié)度的具體表達(dá)式,分析了加載時(shí)間等對考慮起始比降后土體一維固結(jié)性狀的影響。
　　 3.在初始孔壓降不小于起始比降的特殊條件下,滲流瞬間在整個(gè)土層發(fā)

4、生,獲得了能考慮起始比降的任意層地基的一維固結(jié)解析解及其不同形式下的退化解(包括考慮起始比降的雙層地基一維固結(jié)解及不考慮起始比降初始孔壓非均布條件下的任意層地基一維固結(jié)解析解),并編制了相應(yīng)的計(jì)算程序,分析了該特殊條件下考慮起始比降后成層地基的一維固結(jié)性狀。
　　 4.提出了求解考慮起始比降的任意層地基的一維固結(jié)問題的半解析法,編制了相應(yīng)的計(jì)算程序,并通過與已有解的結(jié)果對比,對程序的合理性和正確性進(jìn)行了驗(yàn)證,然后以雙層地基為例,

5、分析不同土層起始比降組合對雙層地基的一維固結(jié)性狀的影響。
　　 5.利用半解析法,通過引入土體孔隙比和滲透系數(shù)、土體孔隙比和有效應(yīng)力的對數(shù)關(guān)系,給出了能同時(shí)考慮起始比降、土體自重應(yīng)力實(shí)際分布、滲透系數(shù)和壓縮系數(shù)非線性變化的一維非線性固結(jié)半解析解,編制了計(jì)算程序,并與已有不考慮起始比降的一維固結(jié)非線性解析解進(jìn)行了結(jié)果對比,驗(yàn)證了解和程序的正確性。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了大量的計(jì)算,分析了壓縮指數(shù)和滲透指數(shù)的比值、外荷載、起始比降、自重應(yīng)力