两种软土非线性蠕变特性与长期强度试验研究

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1、两种软土非线性蠕变特性与长期强度试验研究Experimentstudyonnonlinearcreepcharacteristicsandlongtermstrengthoftwokindsofsoftsoil作者姓名：张兆楠专业名称：岩土工程指导教师：王常明教授学位类别：工学硕士论文答辩日期：2015年5月29日本论文受国家自然科学基金面上项目“结构性软土蠕变-固结耦合机理及模型研究”(NO.40572153)以及吉林大学研究生创新项目“软粘土的结合水对其次固结和长期强度的影响及机理”（NO.45006

2、0503134）的资助。两种软土非线性蠕变特性与长期强度试验研究中文摘要随着我国经济建设的迅猛发展，为适应经济发展的需要，有些工程不得不兴建于软土地基之上。我国软土分布较为广泛，以沿海地区居多。软土的成因复杂，含水率高，天然孔隙比大，力学性质较差，具有显著的流变特性。软土的流变性会造成工后沉降随时间不断增长，导致各种工程发生损坏或失去使用功能。特别是对于一些公路，铁路以及地下工程，软土流变造成的危害就尤为显著。软土的流变是与工程安全与正常使用息息相关的重要问题，也是值得岩土工作者进行深入研究的一个课题。本

3、文主要研究软土的蠕变过程，基于两种取自不同地区的软土（天津和苏州），以室内试验为主要方法，结合土质学，土力学与工程岩土学，对两种软土进行了一系列基本物理力学试验，对比研究了两种软土工程特性。开展了一维固结蠕变试验和直接剪切蠕变试验，对比研究了两种软土的蠕变特性，并且根据一维固结蠕变试验结果建立了两种软土蠕变的经验模型，根据直接剪切蠕变试验建立了两种软土应力应变的半经验修正理论模型。最后根据直接剪切试验的结果，建立了两种软土长期强度的计算模型。通过对两种不同地区软土物理力学性质的测试发现，天津软土与苏州软土

4、比较，其软土的典型性更强，其力学性质更差。两种软土的粘滞系数随着剪应力的增大会呈现出先增大再减小的趋势。针对两种软土不同的力学性状，天津软土其线性粘弹性部分采用标准线性体模型，线性粘塑性部分采用四元件的村山朔朗模型；苏州软土其线性粘弹性部分采用5参数的广义Kelvin模型，线性粘塑性部分采用V/K—H体模型，非线性粘塑性部分均采用形式为AlnB的经验公式来描述，这样所建立的本构模型经过初步的验证是合理而适用的。根据直接剪切蠕变曲线上的拐点来确定长期强度，可以求得两种软土的长期强度指标，天津软土：c

5、=7.3kPa，φ=6.27°，苏州软土：c=10.1kPa，φ=9.9°。关键词：天津软土;苏州软土;软土蠕变特性;蠕变试验;蠕变模型;长期强度AbstractExperimentstudyonnonlinearcreepcharacteristicsandlongtermstrengthoftwokindsofsoftsoilAbstractWiththerapiddevelopmentofeconomyconstructioninourcountry,someengineeringprojectha

6、stobebuiltinsoftsoil.Softsoiliswidelydistributedinourcountryespeciallyincoastalareas.Softsoilhaspoormechanicalpropertiesandsignificantcreepcharacteristicbecauseofhighwatercontentandvoidratio.Creepofsortsoilcanleadtoincreasingsettlementandavarietyofdamagea

7、swellaslosingfunctionofengineering.Especiallyforthehighway,railwayandundergroundengineering,theharmcausedbysoftsoilcreepisparticularlysignificant.Thereforeitisnecessarytocarryonintensivestudyoncreepofsoftsoil.Basedontwodifferentkindofsoftsoil,studyofsofts

8、oilcreepprocessiscarriedoninthispaper.Accordingtosoilmechanics,aseriesofexperimentsonphysicalandmechanicalpropertiesofsoftsoilarecarriedout.furthermore,forthesakeofstudyingcreepcharacters,consolidationcreepexperimen