非線性流變結(jié)構(gòu)性軟粘土彈粘塑性固結(jié)理論及砂井地基沉降計(jì)算.pdf

1、我國東南沿海廣泛分布著海相沉積軟粘土，軟粘土流變性和結(jié)構(gòu)性對固結(jié)有重要影響，給地基基礎(chǔ)工程設(shè)計(jì)與施工帶來困難，是巖土工程領(lǐng)域研究的重要課題。本研究是導(dǎo)師申請的國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“控制工后沉降地基設(shè)計(jì)理論與方法研究”(批準(zhǔn)號50279021)的子課題。本文研究主要內(nèi)容如下：(1)闡明軟土非線性流變與結(jié)構(gòu)性研究重要意義及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并從理論、試驗(yàn)和數(shù)值模擬對流變和結(jié)構(gòu)性軟土本構(gòu)模型分析研究。 (2)對Yin&Graham時間線

2、模型進(jìn)行修正，提出參考應(yīng)力即初始有效應(yīng)力隨深度變化，修正后模型考慮荷載、土滲透性及初始有效應(yīng)力隨深度變化，用修正后Yin&Graham模型建立軟粘土非線性流變一維固結(jié)方程，運(yùn)用多層地基一維固結(jié)解析解和疊加原理推導(dǎo)出成層地基一維彈粘塑性固結(jié)問題半解析解，得出地基平均固結(jié)度、某時刻地基沉降及總沉降計(jì)算表達(dá)式。 (3)以Yin&Graham時間線模型為基礎(chǔ)，分析應(yīng)力應(yīng)變時效關(guān)系，將結(jié)構(gòu)屈服應(yīng)力運(yùn)用于土固結(jié)分析，通過提出合理假設(shè)推導(dǎo)考慮

3、土結(jié)構(gòu)屈服應(yīng)力的屈服準(zhǔn)則，建立一個非線性流變結(jié)構(gòu)性軟粘土一維彈粘塑性固結(jié)模型，運(yùn)用疊加原理推導(dǎo)出半解析解并給出有限差分解法；新建模型考慮應(yīng)力應(yīng)變與時間相關(guān)、粘滯性變形引起結(jié)構(gòu)屈服壓力增加和結(jié)構(gòu)屈服壓力的應(yīng)變速率效應(yīng)；運(yùn)用新建模型與Yin&Graham模型及限元程序PLAXIS中Soft-Soil-CreepModel模型比較、Lerouieletal.和Imaietal.實(shí)驗(yàn)結(jié)果對比分析，驗(yàn)證新建模型合理性并闡述土結(jié)構(gòu)性及流變性對軟土固

4、結(jié)影響。 (4)新建模型計(jì)算需要初始孔隙比e0、滲透系數(shù)k、再壓縮系數(shù)Cεr、壓縮系數(shù)Cεc、次固結(jié)系數(shù)Cεα、加載前初始有效應(yīng)力σ0、結(jié)構(gòu)屈服壓力σref和達(dá)到結(jié)構(gòu)屈服壓力的應(yīng)變速率εref等八個基本參數(shù)。 (5)采用新建模型，分析結(jié)構(gòu)性、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、再壓縮系數(shù)、次固結(jié)系數(shù)、荷載增量大小、滲透系數(shù)、加荷速率、固結(jié)層厚度、自重應(yīng)力隨深度變化等各種因素變化對地基孔壓消散、沉降以及固結(jié)度的影響。 (6)根據(jù)Schert