考虑温度影响的饱和软黏土流变固结特性研究

《考虑温度影响的饱和软黏土流变固结特性研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、分类号：____________TU447密级：公开ＵＤＣ：624单位代码：11646硕士学位论文论文题目：考虑温度影响的饱和软黏土流变固结特性研究学号：1511083411姓名：郭华专业名称：岩土工程学院：建筑工程与环境学院指导教师：刘干斌教授熊勇林副教授论文提交日期：2018年6月25日AThesisSubmittedtoNingboUniversityfortheMaster’sDegreeResearchOnRheologicalConsolidationCharacteristicsofSaturatedSoftClayConsideringTemperatur

2、eEffectCandidate：GuoHuaSupervisors：LiuGanbinXiongYonglinFacultyofArchitectural,CivilEngineeringandEnvironmentNingboUniversityNingbo315211，ZhejiangP.R.CHINAthJune25,2018独创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写的研究成果，也不包含为获得宁波大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与

3、我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。签名：___________日期：____________关于论文使用授权的声明本人完全了解宁波大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。（保密的论文在解密后应遵循此规定）签名：___________导师签名：___________日期：____________宁波大学硕士学位论文考虑温度影响的饱和软黏土流变固结特性研究摘要随着我国城

4、市地源热泵技术、热能源开发和热力管道工程的大规模应用，由此带来了岩土体应力、变形、渗流和温度耦合作用问题，并已经成为岩土工程领域的研究热点。在长期荷载作用下，岩土体的变形和强度随时间而变化，尤其是软土，具有明显的流变特征。为此，本文从考虑软土受温度影响和流变特性的角度出发，系统地开展了考虑温度影响的饱和软黏土流变固结特性研究。（1）基于四元件流变模型，考虑温度影响，建立了宁波软黏土流变固结模型，并利用Laplace变换得到瞬时加载下的考虑温度的影响的饱和软黏土流变固结解析解；利用不同温度下软黏土的流变固结试验结果，拟合获得了四元件流变模型参数，进行编程得到理论值并与试验值

5、进行对比。建立的模型能够较好反映宁波软黏土流变固结特性，计算结果与试验结果较为吻合。温度的升高导致渗透系数增大，在相同的时间内孔压消散的越快，导致固结加速。（2）考虑温度对元件参数的影响，在广义Merchant模型基础上，引入温度膨胀系数和温度影响的粘滞系数等元件参数，建立了饱和土体三元件热流变模型；推导了瞬时加载时在单面排水边界条件下的解析解，并进行了算例分析。在固结压力一定时，温度升高会加速土体固结；弹性模量对土体孔压和固结度影响较大，其中Kelvin体弹簧的弹性模量对孔压的影响较独立弹簧的弹性模量大；弹簧的膨胀系数对土体孔压消散不产生影响；温度升高会导致孔压曲线的间

6、距逐渐缩小，说明孔压值的变化不仅与粘滞系数的变化有关，也与温度增长系数有关。（3）从黏弹塑性角度出发，考虑土体在高应力下产生的塑性变形，基于传统西原模型，引入温度线性增长方式、受温度影响的膨胀系数和粘滞系数等参数，建立了热力耦合西原模型并求得本构方程；利用拉式变换和逆变换得到了解析解。在相同固结压力下，温度上升会导致粘滞系数减小，从而使渗透系数增大，孔隙水消散速率加快，土体固结用时缩短。Kelvin体中的弹性模量E大于独立弹1簧的弹性模量时，饱和土的孔隙水会加速排出；Kelvin体中粘壶的粘滞系数小于塑性元件中粘壶的粘滞系数时，孔压消散更快，固结加快。土颗粒的受温度影响而

7、产生的热膨胀对于孔压消散的作用小，可忽略不计。（4）在传统固结仪的基础上，通过增加自动补压系统和热水浴循环系统研制-I-考虑温度影响的饱和软黏土流变固结特性研究了大型温控固结仪，可以实现室温至100ºC温度范围内的热固结模型试验。通过开展100kPa压力下的升温试验（30ºC→55ºC→75ºC），研究了土体热固结特性。升温后，孔隙水加速排出，孔压减小，且土体沉降速率先增大后逐渐减小；固结压力一定时，土体沉降量逐渐增大，最终沉降趋于稳定，体现出软黏土的流变特性。关键词：热力耦合，流变模型，流变固结，解析解，模型试验-II-宁波