基于等時壓縮曲線理論的軟土一維固結特性研究.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，這既包括超靜孔隙水壓力消散的固結壓密過程，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的性狀研究以及建立能夠考慮時間效應的固結模型，對軟土地基固結沉降過程和固結沉降量的預測是具有理論和實際意義

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性質的基礎上，通過室內一維壓縮試驗系統研究了軟土在不同固結條件下的壓縮特性及壓縮性指標。主要研究內容及成果如下：
　?。?）針對試樣進行了K0側限固結試驗，對比分析了試樣在不同初始狀態(tài)、排水距離和固結時間等條件下的等時壓縮曲線特性、基本變形規(guī)律和各項壓縮性指標的發(fā)展規(guī)律。結果表明，不同固結因素影響下，試樣的等時壓縮曲線特性、基本變形規(guī)律和各項指標的發(fā)展規(guī)律是一致的，只

3、是指標的量值會因固結影響因素改變而發(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變形與時間相關的性狀，但是指標的取值需要考慮固結影響因素。
　?。?）作為對比，進行了等K柔性側限固結試驗，將試驗結果與K0側限條件下的成果進行了對比分析。結果表明，等K柔性側限條件下，除了在正常固結階段0~0.1min時段內產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的發(fā)展規(guī)律與K0側限條件下的相同。等K柔性側限

4、條件下允許發(fā)生一定側向變形，導致壓縮性指標發(fā)生相應變化，其壓縮指數Cc約為K0側限條件下的1.8~2.6倍，次固結系數Ca約為K0側限條件下的2.3~2.4倍。
　?。?）為進一步了解軟土的回彈再壓縮特性，還進行了K0側限回彈-再壓縮試驗，分析了回彈再壓縮變形特性及各階段應力應變關系。試驗結果表明，壓縮曲線具有明顯的分段特性，不同固結壓力回彈起點下的回彈-再壓縮等效直線可視為近似平行的，再壓縮超固結階段變形以彈性變形為主，可用彈性

5、理論計算該過程的應力應變關系；回彈再壓縮之后的正常固結壓縮線可視為回彈前正常固結壓縮線的延續(xù)，正常固結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算。
　?。?）在上述試驗及成果整理的基礎上，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-粘塑性固結模型，并明確了參數的物理意義和確定方法。該模型還給出了結構屈服應力點的確定方法，考慮了時間效應對變形及土體結構屈服應力的影響，能夠較好地描述軟