论文题目: 软土流变固结理论与试验研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 岩土工程
作者: 李西斌
导师: 谢康和
关键词: 萧山软土,流变,固结理论,循环荷载,半透水边界,先进固结试验系统,试验研究,参数确定
文献来源: 浙江大学
发表年度: 2005
论文摘要: 流变性是软土的重要特性之一。历经60余年的发展,软土流变固结理论已得到很大的提升,但关于理论的进一步完善、流变模型及其参数的确定等问题仍然是困惑、棘手的未解难题。本文从理论和试验两个方面出发,对饱和软土的一维流变固结问题进行了较细致深入的研究,以完善软土流变固结理论,得到确定流变模型参数的可行方法,促进流变理论的实际应用。主要工作包括: 1.基于四元件线性流变模型,求得了受单级加载、两步加载、循环荷载作用的软土一维流变固结解析解,并对各种荷载形式下的解进行了归纳总结。利用所得解分析了变荷载作用下的软土一维流变固结性状。结果表明,荷载形式和流变模型参数的变化均对固结过程有显著影响。 2.基于三元件流变模型,利用叠加原理,得到了双面半透水边界下受常见循环荷载作用的软土一维流变固结解析解,并由此对具有双面半透水边界的软土层的一维流变固结性状进行了研究,分析了透水条件、模型参数对固结过程的不同影响。 3.详细介绍了GDS先进固结试验系统和试验步骤,并利用该系统对萧山软土进行了常规分级加载固结与渗透试验、分级加载流变固结与渗透试验、压缩—回弹—再压缩流变固结与渗透试验,绘制了大量包括孔压消散曲线在内的试验结果曲线,并进行了分析总结。试验结果表明,萧山软粘土具有明显的非线性和流变特性,超固结比对次固结系数有显著的影响。 4.提出了一种精度高、应用方便的根据试验数据确定线性流变模型参数的非线性拟合方法,编制了相应的自定义函数;利用该拟合方法对萧山软土一维流变固结试验数据进行了拟合,得到了三元件和四元件流变模型的参数,分析了其变化规律,并根据所得参数,结合解析理论对试样的沉降和孔压计算值与试验实测值进行了对比。 5.确定了萧山软土的非线性流变模型参数,根据得到的参数利用现有的非线性流变固结半解析理论进行了计算,并将计算结果与实测值进行了对比。结果表明,理论计算所得的沉降和孔压与试验实测值基本相符;与线性流变模型相比,非线性流变模型更适合于萧山软土。
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 绪论
1．1 前言
1．2 软土的流变性
1．2．1 软土流变现象和流变机制
1．2．2 土的流变本构模型
1．3 软土流变固结问题的研究现状
1．3．1 软土流变固结理论的研究现状
1．3．2 软土流变固结试验的研究现状
1．4 流变模型参数的确定
1．5 本文的主要研究工作
第二章 变荷载下饱和软粘土一维流变固结解析理论
2．1 引言
2．2 问题的描述和基本控制方程
2．3 一维流变固结解析解
2．3．1 瞬时加载情况
2．3．2 单级加载情况
2．3．3 两步加载情况
2．3．4 循环荷载情况
2．4 特例
2．4．1 模型退化特例
2．4．2 荷载形式退化特例
2．4．3 相应于各特例的解
2．5 变荷载下软土流变一维固结性状分析
2．5．1 单级加载情况下的流变固结性状
2．5．2 循环荷载情况下的流变固结性状
2．6 本章小结
第三章 考虑半透水边界和循环荷载作用的流变固结理论
3．1 引言
3．2 问题的描述和基本控制方程
3．3 问题的求解
3．2．1 瞬时加载解
3．2．2 等腰梯形循环荷载作用下的解析解
3．2．3 等腰三角形循环荷载作用下的解析解
3．2．4 矩形循环荷载作用下的解析解
3．4 几种特殊情况下的解
3．4．1 双面半透水边界和循环荷载下的一维线性固结解
3．4．2 单面半透水边界和常规边界条件下的解
3．5 双面半透水边界土层在循环荷载作用下的流变固结性状分析
3．5．1 不考虑流变时的固结性状分析
3．5．2 考虑流变时的固结性状分析
3．6 本章小结
第四章 基于GDS先进固结仪的流变固结渗透试验研究
4．1 引言
4．2 GDS先进固结试验系统介绍
4．2．1 硬件部分
4．2．2 软件部分
4．2．3 试验系统
4．2．4 GDS系统功能与特点
4．3 一维流变固结与渗透试验
4．3．1 一维流变固结与渗透试验系统简介
4．3．2 试验准备工作
4．3．3 一维流变固结与渗透试验内容
4．4 试验结果与分析
4．4．1 常规分级加载固结与渗透试验结果及分析
4．4．2 分级加载流变固结与渗透试验结果及分析
4．4．3 压缩—回弹—再压缩的流变固结试验结果及分析
4．5 本章小结
第五章 软土流变模型参数的确定方法
5．1 引言
5．2 线性流变模型参数确定方法
5．2．1 确定参数所需的基本公式
5．2．2 Origin软件简介
5．2．3 应用origin的非线性拟合方法
5．2．4 方法的验证
5．3 非线性流变模型及其参数确定方法
5．3．1 非线性流变模型
5．3．2 一维非线性流变固结半解析理论
5．3．3 非线性流变模型中的参数确定
5．4 本章小结
第六章 试验验证与结果分析
6．1 引言
6．2 线性流变固结理论与试验对比
6．2．1 三元件流变模型拟合结果
6．2．2 四元件流变模型拟合结果
6．2．3 理论和实测曲线对比
6．3 非线性流变固结理论与试验的对比分析
6．3．1 非线性流变参数
6．3．2 理论与实测曲线对比
6．4 本章小结
第七章 结论与展望
7．1 主要工作和结论
7．2 进一步研究工作的展望
参考文献
附录
致谢
浙江大学岩土工程研究所历届博士学位论文目录
发布时间: 2005-07-15
参考文献
- [1].连续介质固结理论及其工程应用[D]. 丁洲祥.浙江大学2005
- [2].软土一维非线性固结理论与试验对比研究[D]. 齐添.浙江大学2008
- [3].非线性大应变固结理论与试验研究[D]. 黄杰卿.浙江大学2015
- [4].基于离心模型试验的饱和土固结理论研究[D]. 张莎莎.长安大学2011
- [5].软粘土地基大应变非线性流变固结理论研究[D]. 郑辉.浙江大学2004
- [6].基于双尺度的软土流变固结理论与试验研究[D]. 马伯宁.浙江大学2013
- [7].饱和软土复杂非线性大变形固结特性及应用研究[D]. 吴健.浙江大学2008
- [8].一维大应变固结问题的解析理论研究[D]. 张继发.浙江大学2002
- [9].含生物气非饱和软土的固结理论研究[D]. 徐浩峰.浙江大学2011
- [10].复杂条件下竖井地基固结解析理论研究[D]. 郭霄.浙江大学2016
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