场地土动剪模量的试验对比研究

由于土动力参数的不同,土动力计算分析的结果将有一定差异,为更合理的取得地基一基础一上部结构相互作用体系动力特性研究的野外大比例模型试验的场地土的动力特性,在100kPa,200kPa,300kPa3种固结压力下,分别进行了原状土样的循环单剪试验、扰动土样的动三轴试验,得到了2种试验在3种固结压力下的最大动剪模量Gdmax和G／Gdmax-γ,曲线,并进行了对比分析．结果表明,循环单剪试验得到的原状土的Gd一比相同固结压力下的扰动土的动三轴试验值稍低;100kPa和200kPa固结压力下原状土的循环单剪试验得到的动剪模量比G／Gdmax大于相应的扰动土的动三轴试验值,而300kPa固结压力下原状土的循环单剪试验得到的G／Gdmax却小于相应的扰动土的动三轴试验值。     

应力历史对软黏土蠕变特性的影响

在采用一维蠕变试验探讨应力历史对软黏土蠕变特性影响的基础上,利用有限元法对一维蠕变试验进行数值模拟,并分析不同计算参数对计算结果的影响.试验结果表明:软黏土的应力历史影响其蠕变特性,随着超固结比的增加,软黏土的固结系数增大,而次固结系数减小;应变速率随着超固结比的增加而减小,在双对数坐标系下次固结阶段的应变速率与时间近似呈线性分布,其斜率随超固结比增加而减小,正常固结土的斜率大约为1.0.数值模拟结果与试验结果的对比表明,软土蠕变SSC模型可以较好地模拟软黏土的一维蠕变特性.     

高含水率连云港重塑土压缩性状试验研究

运用改进型的轻型固结仪对不同初始含水率的连云港重塑黏土进行初始荷载为0.5 kPa的一维固结压缩试验,以探讨不同初始含水率的连云港重塑土的压缩性状。试验发现重塑土的e-logσv’压缩曲线呈倒“S”形,这表明重塑土也存在类似于天然沉积土的固结屈服压力,Hong将其定义为重塑屈服压力并给出经验公式,本文试验结果验证了该公式的合理性。根据Burland提出的重塑土固有压缩理论对连云港重塑土压缩曲线进行归一化,试验结果表明,在固结压力大于重塑屈服压力时,不同初始含水率重塑土归一化效果较为理想,而在固结压力小于重塑屈服压力时,采用孔隙指数不能对重塑土e-logσv’曲线进行归一化。     

弥勒原状膨胀土物理力学参数与固结特性

针对云桂铁路弥勒试验段原状膨胀土开展一系列常规室内试验,掌握弥勒膨胀土的物理力学参数,在此基础上,以高路堤分段堆载方式为研究依据,基于GDS三轴试验系统进行原状膨胀土分级连续加载K0固结试验。结果表明:膨胀土的应力-应变关系呈阶梯状变化,割线模量与应力的关系呈镰刀型变化;对超固结膨胀土,Wroth推荐的经验公式能较好地描述K0(OC)与ηOCR(超固结比)的关系。与分级加载固结试验结果相比,膨胀土在分级连续加载K0固结试验中的压缩系数更高。研究结果对膨胀土地基沉降评价具有一定的指导意义和参考价值。     

一个粗粒土的非线性弹性模型

对大量的粗粒土三轴固结排水剪试验结果进行了分析,发现粗粒土的εa/(σ1-σ3)～εa,-εr/εa～-εr之间线性关系不是很好,尤其是-εr/εa～-εr的关系.进一步分析这些粗粒土试验资料后发现,分别采用双曲对数函数及抛物线函数可以很好地描述(σ1-σ3)～εa及-εr～εa之间的关系,并在此基础上建立了HLP非线...     

压汞法对不同深度软土固结的微观孔隙特征研究

软土的微观孔隙特征对软土的固结特性以及渗透特性有较大的影响。压汞法是广泛应用于研究材料孔隙特征的方法,利用压汞法对不同深度的珠海原状软土在不同的固结压力下进行了微观孔隙特征测试。对比研究了软土孔隙大小分布、孔隙面积、孔隙比以及平均孔径与固结压力的关系。试验结果表明:软土在固结过程中孔隙特征的变化受原状初始物理性质的影响;软土试样随着固结压力的增大,由孔径为400 nm—2500 nm区段的孔隙逐渐发展为孔径30 nm—400 nm区段的孔隙,即固结过程中软土试样的较大孔隙逐渐转变为较小孔隙;软土试样在固结压力100 kPa200 kPa,孔隙比及平均孔径仍在减小,但速度减慢,曲线近于平缓。     

吹填土真空固结变形特性的室内试验

为了研究吹填土在真空预压作用下的固结特性和应力应变关系,设计了室内试验装置.在该装置中,吹填土作为一个土单元进行真空固结,通过测量该吹填土体单元在分级真空荷载作用下的体应变和轴向应变过程来研究吹填土的固结变形特性.试验结果表明,吹填土在真空荷载作用下的固结为等向固结,土体的变形各向同性.各级真空荷载作用下,土体的体应变和轴向应变与真空压力之间呈双曲线关系,孔隙比和真空压力的对数之间呈线性关系,且与初始含水率无关.分级荷载下固结时间和变形量表明,超软土在初始阶段的固结在整个固结过程中占据主导作用.试验结果可用于建立吹填软土在真空荷载作用下的应力应变关系和预测真空加固吹填土的固结沉降值.     

降水对软黏土渗流特性影响的试验研究

在降水后的上海地铁10号线同济大学站基坑工程现场取样,进行不同固结压力下的室内渗透试验,分析了工程降水对上海软黏土渗流特性的影响.忽略土样自重应力,假设土样垂直总应力等于固结压力,孔隙水压力为静止水压力,将垂直渗透系数与固结压力之间的对应关系转化为垂直渗透系数和垂直有效应力间的对应关系,用数学公式描述垂直渗透系数与垂直有效应力之间的数值关系.结果表明,降水作用使上海软黏土渗流特性的各向异性愈加明显,垂直渗透系数的对数与垂直有效应力成线性关系.     

土压缩指标的率相关特性试验研究——以兰州黄土为例

黄土是一种特殊的率相关岩土材料,其压缩指标(如弹、塑性压缩系数和前期固结压力等)对加载速率的响应极为敏感.本文以兰州黄土为研究对象,开展了不同干密度和应力加载速率条件下的K_0加载试验.在此基础上基于不同压力条件下应变随时间的时程曲线分析了不同应变速率条件下的应力应变发展规律.结果显示,不同应变速率条件下兰州黄土进入塑性阶段的应力应变曲线为一系列平行线,且这些平行线的位置随着应变速率的增大而升高.对于应变速率相差一个数量级的平行线,其间距为常数.其物理意义为恒定荷载条件下应变与时间对数曲线的斜率.进一步分析表明,使用每级荷载作用下的最终应变得到的应力应变曲线与不同应变速率条件下的曲线大致平行,因而弹、塑性压缩系数以及前期固结压力可以通过最终应力应变曲线获取.其中,弹性压缩系数和前期固结压力与应力加载速率负相关,而塑性压缩系数和恒载应变速率参数受应力加载速率影响较弱.所以,在黄土场地动力学稳定性分析中,应充分考虑应力加载速率的影响,提高稳定性计算的准确性.     

NaCl溶液改良膨胀土滞回曲线形态特征

为研究NaCl溶液改良膨胀土滞回曲线变化规律，基于GDS动三轴仪，开展了不同NaCl溶液浓度和固结围压条件下膨胀土的动三轴试验研究，通过四个特征参数：长轴斜率(k)、内面积(S)、不闭合大小(εp)和饱满度(α)分别对滞回曲线的应变轴倾斜程度、面积大小程度、不闭合程度和宽窄程度进行形态特征的定量描述。结果表明：膨胀土滞回曲线呈斜椭圆形；相同NaCl溶液浓度下，随着加载围压的增大，k值增大，S值、εp值和α值均呈非线性衰减；相同加载围压下，随着NaCl溶液浓度的增大，εp值减小，S值、k值和α值均呈非线性增大；不同加载条件下，S值和α值有类似的变化关系，当动应变小于0.1%时，S值和α值基本无变化，随着动应变逐渐增大，S值和α值呈指数形式迅速增大；与未改良膨胀土相比，经NaCl溶液改良后膨胀土滞回曲线k值，S值和α值均增大，εp值减小。综合分析，NaCl溶液改良膨胀土的动力特性较未改良土有显著提高。     

珠三角西部软土变形特性试验研究

珠江三角洲西部地区广泛分布第四系全新统海陆交互相沉积软土,为了研究该区域软土的变形特性,取5.20～5.40 m、 8.20～8.40 m、 11.40～11.60 m共3个深度的土样,对每一深度的土样进行了竖向和横向的一维固结压缩试验,重点研究了土样的压缩量、孔隙比、压缩系数及压缩模量随固结压力及压缩时间的变化情况,同时考虑了取样深度和软土各向异性的影响.研究结果表明:固结压缩时间在前240 min时,土样的压缩量均明显增大,随后压缩量的增大幅度逐渐变缓,并趋于稳定状态,说明土样的主固结状态已基本完成;软土的孔隙比均随固结压力的增大而减小,当固结压力在200 kPa以内,孔隙比变化较大,取样深度对孔隙比减小的范围影响不大;在固结压力小于100 kPa时,压缩系数随固结压力的增加而显著减少,当固结压力大于100 kPa时,竖向和横向得到的压缩系数几乎相同;压缩模量随固结压力的增加接近于直线增长,随着固结压力的增加,埋深浅的软土压缩模量增加较快.论文的研究成果可为本区域软土地基工程提供合理可靠的设计依据.     

软土非线性流变特性的试验研究及成果分析

针对广州南沙原状软土进行一系列室内试验研究,探讨了软土非线性流变变形特性.所做试验包括:不考虑预压荷载的固结试验、考虑预压荷载的固结试验、分别加荷的固结试验、不同排水条件下的三轴蠕变试验等.试验结果表明:次固结系数主要受到先期固结压力pc的影响,当ppc时,次固结系数Cα表现出不同的变化规律;经预压处理后土样的次固结系数Cα与预压力pp密切相关;同一荷载下,分级加荷的变形量大于分别加荷的变形量;排水条件和加荷速率对蠕变变形有很大的影响.     

排水距离对重塑黏性土一维压缩特性的影响

以河南某地饱和重塑黏性土为研究对象,利用改装的固结仪,分别对不同高度的试样进行了固结试验,研究了排水距离对饱和黏性土一维压缩特性的影响.试验表明,单面排水试验中测得的试样不排水面处的孔隙水压力并没有在加载的瞬间达到最大值,且达到按Casagrande作图法确定的主固结完成时间时,试样中仍存在一定的孔隙水压力有待消散.而且,排水距离对饱和土的固结特性和流变特性有着显著的影响.在相同的固结压力作用下,当排水距离较短时,固结系数随排水距离的增大而略微减小,当排水距离较大时,固结系数则随排水距离的增大而明显增大;但次固结系数与排水距离的关系则正好相反.     

分级加载下黏土中的超静孔压消散试验研究

为直观地认识土体固结时超静孔压的消散过程,弄清固结理论产生偏差的原因,利用研制的大尺寸固结装置,对饱和黏土开展分级加载下的超静孔压、压缩变形和土压力的测试,并与太沙基一维固结理论计算值进行对比。测试结果表明土样中的超静孔压呈现加载后先增加、后消散缓降的规律,分级加载下,随着固结荷载增大,孔压变化明显滞后于荷载的变化,且超静孔压的消散也趋慢。经与采用固定固结系数计算的理论值对比可证实土样中的固结系数呈动态变化,表现为随固结荷载和固结时间的增加而减小,且不同位置处的固结系数也存在差异。     

基于固结理论和蠕变模型的软土固结蠕变理论

通过分级加荷的方式对天津滨海新区经过真空预压处理后的软土进行一维压缩蠕变试验.根据试验所得到的成果,在Terzaghi一维固结理论的基础上,用修正的Singh-Mitchell经验蠕变模型建立了一个新的一维固结微分方程.该方程以一维压缩蠕变试验中所获得的土体力学指标作为计算参数,考虑了软土在主固结阶段结束后所产生的蠕变变形.利用该方程对不同深度和不同应力水平下的试样进行固结和蠕变计算,计算结果与试验结果很接近,表明该方程能够充分反映软土的应力、应变和时间的关系,适用于天津滨海新区的吹填软土地基.     

高应力条件下黄土三轴蠕变试验及经验模型

为研究高填方地基黄土在高应力条件下的蠕变特性及其随深度的变化规律,在不同围压下针对陕西延安机场高填方黄土进行三轴固结不排水蠕变试验。采用"陈氏法"对试验数据分析处理,获得分别加载下各围压的蠕变曲线和应力-应变等时曲线。试验发现黄土的蠕变特性在高应力与低应力水平下有显著不同:其应力-应变关系在低应力条件下近似呈线性特性,高应力条件下表现出明显的非线性特性。以围压600kPa为例,由指数函数描述应力-应变关系,双曲线函数描述应变-时间关系,建立了适合延安机场并可以反映高应力条件下黄土蠕变特性的经验模型。将Mesri模型、Singh-Mitchell模型与经验模型比较,发现该模型与试验数据拟合度高、形式简洁、参数少且易获取,能更好地对延安机场黄土的蠕变特性进行反映和预测。     

基于统计损伤理论的饱和土邓肯-张修正模型

为了描述饱和土变形过程,以某边坡饱和土为研究对象,开展固结排水三轴压缩试验。试验发现饱和土的应力-应变曲线近似为双曲线,由此选择邓肯-张模型作为基础模型,结合统计损伤理论,构建一种新的饱和土邓肯-张修正模型。通过邓肯-张模型自身特性及线性回归的方法,求解模型参数。采用所建模型对饱和土试验数据进行辨识,对比分析试验曲线和理论曲线。结果表明,所建修正模型结构简练,参数较少,能较为准确地辨识饱和土偏应力-应变曲线,具有一定的可行性和合理性。     

线性加载作用下软土地基固结变形分析

目前软土在加载下的固结变形研究主要为瞬时加载,为明确线性加载作用下软土固结变形规律,通过太沙基一维固结理论和有效应力原理的方法求解了软土地基在任意加载速率下一维固结方程的通解,并求解了线性加载下固结方程的解析解。结果表明：线性加载下软土地基产生的超静孔压可以分成增长期、快速消散期和缓慢消散期三个时期;加载速率影响超静孔压的增长路径、消散速率以及最大超静孔压值,最大超静孔压值与加载量近似成线性增长关系,加载速率对最大超静孔压值的影响存在临界值k1和k2;固结系数影响临界加载速率,排水距离影响超静孔压的消散时间;加载速率改变沉降路径而不影响沉降值、改变固结路径并且影响固结时间;最后结合工程实例进行对比分析,发现基于线性加载固结方程解析解得到的理论值及变化规律与实测值有较好的吻合性。     

循环荷载下软土一维流变固结解析理论

研究了在循环荷载作用下考虑土的流变特性时的饱和软土层的一维固结问题.通过Laplace变换得到了瞬时加载条件下的解析解,进而根据瞬时加载条件下的解,通过积分的方法,得到了循环荷载条件下的解析解.根据解析解的结果,通过编程计算作出了几个主要影响因素对固结过程的影响曲线图,经过分析得出了一些重要的结论.     

尺寸效应对吹填软土固结特性影响的试验研究

利用改装后的固结仪,针对天津地区真空预压处理后的吹填软土,开展了一系列固结特性试验研究,着重研究了试样尺寸对吹填软土固结特性的影响.结果表明,不同尺寸试样的e-lg,p曲线均表现为结构较完整、结构破坏、趋于重塑土3个阶段;在同一等级荷载作用下,稳定应变随着试样高度的增加而线性减小;固结系数和次固结系数均随荷载先增大后减小,最后趋于稳定,固结系数的峰值随着试样尺寸的增大而减小,次固结系数的峰值则相反.基于试验结果建立了一维应变预测模型,模型考虑了尺寸效应,具有参数少、易确定的优点.