软土流质流变模型的试验分析

《软土流质流变模型的试验分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、软土流质流变模型的试验分析第一章绪论1.1本课题研究的背景、目的和意义软土分布范围很广，特别是在沿海城市，而我国的沿海线又非常长。而在今天沿海城市的经济发展非常快，带动了土地的开发，软土因此具有很高的社会价值。软土的工程性质研究也成为热点。软土是一种多相体，在软土中含有土体颗粒作为软土骨架、颗粒表面吸附的结合水膜、颗粒之间的微细粒径的胶结物、颗粒间空气与空隙中的水。材料的应力松弛与蠕变、描述材料的流变模型和通过模型加上假定条件推导得的本构方程等方面的研究都属于流变学范畴。研究软土的流变性质非常复杂，宏观上主要体现在两方面：第一，土的蠕变，即在土里完成主固结之后，有效应力不再改

2、变，超静孔隙水压力不再改变，土体在上部荷载的作用下发生位移的行为；第二，应力松弛，即土在位移变化率为零时应力下降的行为。本课题研究的是软土流质流变模型的试验分析，希望能够找到准确描述软土的模型建立软土中影响流变的物质的含量与模型参数之间的关系，对工程实践起到指导的作用。.......1.2流变学研究发展概况1.2.1土体流变现象的发现与重视建筑物、海堤、道路的工后沉降和沉降不均匀，基坑侧壁的倾斜，以及边坡的滑移，基坑、隧道开挖引起的地面沉降等都属于土体的流变问题。对以上流变现象进行处理研究在工程领域的应用使得流变学的研究也日益深入逐步受到重视。流变学研究的是在外力作用下，物体

3、的变形和流动的学科。下面简要介绍下土流变的发展概况。1.2.2土体流变的研究概况由于我国对流变现象发现得比较早，且对流变引起的灾害处理研究开展比较早，在研究土体流变的同时也取得一定的成果。张兆楠，王常明，张志敏[1]采用分级加荷的方法对上海地区的软土进行一维固结蠕变试验，运用陈氏法处理数据比较合理地将分级加载的蠕变曲线转化成分别加载的蠕变曲线。通过对应变-时间对数曲线分析发现固结-蠕变耦合作用的存在。通过对应力应变曲线分析发现上海软土应力应变出现显著非线性，次固结系数出现先增大，达到峰值再减小，最后趋于稳定趋势。马杰[2]对天津附近软土进行高压固结及一般固结试验，探讨原状及重

4、塑软土的主次变形特性。结果表明：根据软土在固结过程中沉降量与时间的关系曲线确定主次固结界限。在同一固结压力下原状土的主次固结系数均要大于重塑土。邵勇，阎长虹，许宝田，徐杨，吴焕然[3]对苏州湖相软土进行三轴流变试验，根据试验结果选用K-S模型对湖相软土进行了模拟。贾堤，石峰，郑刚，徐舜华，安璐[4]提出数值模拟中所使用的场地土体弹性模量参数常不易获得，关于土的压缩性指标，勘察报告往往只提供压缩模量。探讨利用场地岩土勘察报告数据获得数值分析土体弹性模量的三种方法。邓广哲，朱维申[5]从岩土不连续三轴裂隙介质的三轴蠕变试验结果，分析开挖诱使岩体裂隙蠕滑全过程的原因并进行了建模讨论

5、发现蠕变耦合的存在。.......第二章土体流变特性的室内试验2.1引言软土具有天然含水率高、天然孔隙比大、压缩性高、抗剪强度低、固结系数小、固结时间长、灵敏度高、扰动性大、透水性差、土层层状分布复杂且每层之间物理力学性能相差比较大等特性，其特性决定了软土地基的变形与稳定是岩土工程实践两大难题。然而研究软土室内蠕变试验的特点是要求保持应力在长时间不变的情况下，对试验仪器的精度和长期稳定性提出了很高的要求。软土的流变分减速蠕变(初期蠕变)、等速蠕变(二期蠕变)和加速蠕变(三期蠕变)三个阶段。软土中矿物成分及其含量、有机物、某些氧化物与土颗粒周围的强结合水是影响软土流变特性的因素

6、。本章节主要研究软土流质流变特性与流变相物质的形状和分布形式之间的相关性，采用直接剪切蠕变试验和一维压缩蠕变试验两种蠕变试验进行分析。接下来，主要介绍试验仪器、试验假定和加载方式。........2.2试验仪器研究软土流变的室内仪器有一维压缩蠕变固结仪、全自动气压固结仪和直剪蠕变仪。一维压缩固结仪可以对直径为6.18cm，高度分别为2cm、4cm和8cm的环刀土样进行一维压缩固结试验；全自动气压固结仪只能对直径为6.18cm，高度分别为2cm的环刀试样进行一维固结蠕变试验，并采用土工试验微机控制数据采集处理系统对试验数据进行采集与处理；直剪蠕变仪是选用ZLB-1型三联流变直剪

7、试验仪对直径为6.18cm，高度分别为2cm的环刀试样在统一的固结压力作用下进行的直剪蠕变试验。依据试验研究对象的特点设计试验制样方案，利用饱和制样法与击样法对人工土进行制样，利用分级加载的方式对土样施加固结应力，通过测定土样在各级竖向固结应力下的位移值，再将位移转化为对应时刻的应变值，分析绘制的应变-时间曲线，得到试验土样的蠕变规律。在试验开始之前，为使测量的位移值与竖向固结应力更加精准，要对蠕变固结仪进行校准。根据试验土样特性严格按照《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999)中制样及其安装