成层结构性软土的一维固结计算理论与性状分析

论文摘要

结构性是天然软土的重要特性。结构性对软粘土的力学性质有很大的影响,土体固结中考虑结构性与不考虑结构性结果会有很大差异,因此研究考虑结构性的软土一维固结问题具有重大意义。但由于复杂性,目前关于结构性土固结的研究不多,对成层结构性土固结的研究更少。为此,本文在现有研究的基础上,对成层结构性软土固结开展了研究。主要工作如下：首先,采用简化的k-σ’和mv-σ’分段模型,考虑单面排水和双面排水两种排水条件,推导了变荷载下单层结构性软土地基的一维固结近似解。研究了结构性、外荷载等对固结性状的影响。结果表明：结构性土孔压消散速率大于不考虑结构性土体的孔压消散速率,结构性土总沉降小于不考虑结构性土体的总沉降；结构屈服应力越大、荷载越小,孔压消散速率和沉降发展速率越大、沉降越小；荷载对沉降的影响程度大于结构屈服应力。其次,建立了变荷载下双层结构性土一维固结控制方程,并获得单面排水和双面排水两种排水条件下的近似解答。分析了结构破坏前后固结参数的相对大小、结构屈服应力、上下层土结构破坏前固结参数的相对大小对固结性状的影响。最后,建立了变荷载下成层结构性土一维固结控制方程,并获得单面排水和双面排水两种排水条件下的成层结构性土一维固结近似解。探讨了对于存在软弱夹层的成层结构性土,各个土层的结构破坏前固结参数对超静孔压消散速率和沉降发展速率的影响。结果表明：软弱夹层的固结参数对超静孔压消散速率和沉降发展速率的影响最大。

论文目录

• 致谢
• 摘要
• ABSTRACT
• 目次
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 土体的结构性
• 1.2.1 土的结构性概述
• 1.2.2 结构性土的工程特性
• 1.3 结构性土的一维固结研究性状
• 1.3.1 一维固结理论研究性状
• 1.3.2 结构性土一维固结理论研究性状
• 1.4 本文主要工作
• 2 单层结构性土一维固结理论及性状分析
• 2.1 引言
• 2.2 单面排水下结构性土一维固结理论
• 2.2.1 问题的描述
• 2.2.2 固结参数计算模型
• 2.2.3 固结控制方程
• 2.2.4 问题的解答
• 2.3 双面排水下结构性土一维固结理论
• 2.3.1 问题的描述
• 2.3.2 固结控制方程
• 2.3.3 问题的解答
• 2.4 本文近似解验证
• 2.4.1 单面透水下近似解验证
• 2.4.2 双面透水下近似解验证
• 2.5 单层结构性土一维固结性状分析
• 2.5.1 结构性对固结性状的影响
• 2.5.2 荷载及结构屈服应力对固结性状的影响
• 2.5.3 渗透性和压缩性对固结性状的影响
• 2.6 本章小结
• 3 双层结构性土一维固结理论及性状分析
• 3.1 引言
• 3.2 单面排水下双层结构性土一维固结理论
• 3.2.1 问题的描述
• 3.2.2 单面排水下双层结构性土一维固结控制方程
• 3.2.3 问题的解答
• 3.3 双面排水下双层结构性土一维固结理论
• 3.3.1 问题的描述
• 3.3.2 双面排水下双层结构性土一维固结控制方程
• 3.3.3 问题的解答
• 3.4 双层结构性土一维固结性状分析
• 3.4.1 结构性对双层结构性土固结性状的影响
• 3.4.2 结构屈服应力对双层结构性土固结性状影响
• 3.4.3 压缩性对双层结构性土固结性状的影响
• 3.4.4 渗透性对双层结构性土固结性状的影响
• 3.5 本章小结
• 4 成层结构性土一维固结理论及性状分析
• 4.1 引言
• 4.2 成层结构性土一维固结理论
• 4.2.1 问题的描述
• 4.2.2 单面排水下成层结构性土一维固结解答
• 4.2.3 双面排水下成层结构性土一维固结解答
• 4.3 成层结构性土一维固结性状分析
• 4.3.1 压缩性对成层结构性土固结性状的影响
• 4.3.2 渗透性对成层结构性土固结性状的影响
• 4.4 本章小结
• 5 结论与展望
• 5.1 本文主要工作成果
• 5.2 进一步的研究展望
• 参考文献
• 作者简历