靜動荷載下軟黏土的長期變形特性研究.pdf

1、路基軟黏土在服役期內(nèi)除了受到靜荷載作用外，還需承擔(dān)因交通工具行駛引起的低幅值交通循環(huán)動荷載作用。為了能準(zhǔn)確地預(yù)測及控制其工后沉降特別是長期沉降，就必須深入地研究路基軟黏土在靜荷載下的蠕變變形和動荷載下的累積變形產(chǎn)生、發(fā)展的影響因素及其變化規(guī)律。
　　本文在靜荷載作用下軟黏土長期蠕變（次固結(jié)）變形特性研究方面，先基于Bjerrum蠕變圖和Yin-Graham EVP模型，利用切線斜率定義方法針對高速公路超載預(yù)壓工況探討了超固結(jié)軟黏土

2、次固結(jié)系數(shù)的時間效應(yīng)，提出隨時間增長的次固結(jié)系數(shù)雙曲線理論模型。由于Bjerrum蠕變圖是理想化的模型，本文還實施了一系列軟黏土長期超載預(yù)壓蠕變試驗對上述模型提出修正，使其更符合路基土體的實際變形情況。研究結(jié)果表明，超固結(jié)軟黏土的次固結(jié)系數(shù)不僅隨著超固結(jié)比的增大而減小，而且隨著次固結(jié)時間的增大而增大。在此基礎(chǔ)上，本文根據(jù)修正后的次固結(jié)系數(shù)時間增長模型提出了一個考慮次固結(jié)系數(shù)時間效應(yīng)的超固結(jié)軟黏土工后次固結(jié)沉降計算公式，并采用簡單的算例對

3、比本文方法與傳統(tǒng)不考慮時間效應(yīng)方法之間的計算結(jié)果差別。從算例的結(jié)果可知，本文方法計算得到的工后次固結(jié)沉降一般是傳統(tǒng)方法的1.6～5倍，并且兩者之間的差距隨著超固結(jié)比和服役期長度的增大而進一步加劇。因此，超固結(jié)軟黏土次固結(jié)系數(shù)的長期時間效應(yīng)在評估超載預(yù)壓路基工后沉降時應(yīng)引起足夠的重視。
　　本文隨后基于英國GDS雙向振動三軸試驗系統(tǒng)實施的一系列長期排水動三軸試驗?zāi)M了低幅值交通循環(huán)動荷載作用下路基軟黏土的長期累積變形，系統(tǒng)地研究了循

4、環(huán)周次、靜動偏應(yīng)力、超固結(jié)比和振動頻率等因素的影響。研究結(jié)果表明，低幅值交通循環(huán)動荷載作用下軟黏土的長期累積變形隨著循環(huán)周次和靜動偏應(yīng)力的增大而增大，隨著超固結(jié)比和振動頻率的增大而減小。由于靜力蠕變過程和動荷載作用下長期累積變形的變形模式之間存在著相似性和可比性，本文采用Yin-Graham對數(shù)EVP模型的蠕變方程推導(dǎo)得到考慮循環(huán)周次、靜動應(yīng)力、超固結(jié)比和振動頻率影響的對數(shù)長期累積應(yīng)變計算公式。軟黏土蠕變和長期累積變形雖然存在相似的變形