交通荷载作用下饱和软粘土的孔压特性研究

摘要

软粘土一般是指含水量高、孔隙比大、抗剪性低、压缩性高、渗透性低、灵敏度高的粘性土的泛称。软粘土及其复合地基在循环荷载(地震荷载、波浪荷载、交通荷载等)作用下的不排水工作性状，成为一项重要的研究课题。随着经济的迅猛发展，软粘土地区高层建筑，高速公路的大量修建，近海平台的飞速发展，引发了许多岩土工程新问题，很多情况下由于粘性土的动荷载特性不清楚导致了许多大的灾难。孔隙水压力的增长是影响饱和软粘土的动力反应的主要因素[2]，因此，为了准确地描述饱和软粘土在交通荷载作用下的性状。本文进行了室内模型试验以及现场原位监测试验。 本论文通过不同循环加载条件下的模型模拟试验、现场原型监测试验及理论分析，研究在交通荷载条件下，超静孔隙水压力累积特性及发展规律，探讨路基软土在循环动荷载下产生累积特性的原因和主要影响因素。 论文取得的研究成果主要包括了以下几方面： (1)通过模型模拟试验和原型监测试验，取得了交通荷载作用下路基土动孔隙水压力产生、发展、累积的宝贵资料。 (2)通过模型模拟试验，原型监测试验数据的分析及对以往学者所做动静三轴试验的结果分析，得出交通荷载下路基软土中孔隙水压力累积特性及发展规律，探讨了影响累积特性的主要因素。 (3)在Ishibashi和Sherif等的振动孔隙水压力增长经验模式的基础上，通过本次模型模拟及现场原位监测试验的结果分析，整理出△U*N/(1-U*N-1)与τN-1√σN-1、应力循环加载次数N之间关系如下： (4)利用FLAC3D对孔压模型进行了数值模拟，并与模型试验及现场原位监测试验所取得的孔隙水压力曲线进行了对比分析。得出数值模拟的结果是准确有效的，可以用来计算动孔隙水压力。 本文的研究成果将进一步丰富土动力学理论，可为预测交通荷载下路基软土的动应力累积量、塑性应变累积量及永久变形提供依据，并为路面结构的设计和施工、更好的解决路基软土病害问题提供理论基础。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1前言

1.2国内外研究现状以及存在问题

1.3研究内容与思路

1.4研究目的和意义

1.5 小结

第二章 室内试验和野外现场监测

2.1引 言

2.2室内试验

2.3野外监测试验

2.4试验误差分析

2.5小结

第二章 饱和软粘土孔隙水压力特性研究

3.1引言

3.2孔隙水压力的累积规律及影响因素

3.3孔隙水压力变化特性研究

3.4主应力轴旋转时路基土的孔隙水压力增量

3.5小结

第四章 饱和软粘土孔压模型的建立

4.1引言

4.2孔压模型的建立

4.3孔压模型的对比分析

4.4小结

第五章 饱和软粘土动孔压的数值模拟

5.1引言

5.2 FLAC3D简介

5.3完全非线性动力耦合计算流程

5.4交通荷载下饱和软粘土动孔压FLAC3D数值模拟

5.5动孔压数值模拟结果的分析

5.6小结

第六章结论与建议

6.1结论

6.2建议

参考文献

附录

致 谢