非線性流變結構性軟粘土彈粘塑性固結理論及砂井地基沉降計算.pdf

1、我國東南沿海廣泛分布著海相沉積軟粘土，軟粘土流變性和結構性對固結有重要影響，給地基基礎工程設計與施工帶來困難，是巖土工程領域研究的重要課題。本研究是導師申請的國家自然科學基金項目“控制工后沉降地基設計理論與方法研究”(批準號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構性研究重要意義及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀，并從理論、試驗和數(shù)值模擬對流變和結構性軟土本構模型分析研究。 (2)對Yin&Graham時間線

2、模型進行修正，提出參考應力即初始有效應力隨深度變化，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方程，運用多層地基一維固結解析解和疊加原理推導出成層地基一維彈粘塑性固結問題半解析解，得出地基平均固結度、某時刻地基沉降及總沉降計算表達式。 (3)以Yin&Graham時間線模型為基礎，分析應力應變時效關系，將結構屈服應力運用于土固結分析，通過提出合理假設推導考慮

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

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