湖相软土物理力学特性及蠕变特性研究

摘要

工后沉降的大小关系到线路的平顺以及行车的舒适和安全。软土蠕变是引起工后沉降的一个重要因素,研究软土的工程特性及其蠕变特性有重要意义。本文以某高速铁路为工程背景,对阳澄湖地区的软粘土展开一系列试验研究,并以试验结果为基础对该地区软土的工程特性和蠕变特性进行了较为系统的研究。获得以下成果:
　　 (1)基于最小二乘原理,以数理统计分析为手段,分析了阳澄湖地区软土物理指标、力学指标和物理力学指标之间的相关性,得出了相关参数间的回归方程。
　　 (2)基于一维压缩蠕变试验,分析了影响软土次固结特性的因素。研究表明:该地区软土的次固结系数与先期固结压力的相关性不大;次固结系数和固结压力的关系曲线可以用双曲线拟合;增大加荷比可以减小次固结系数;预压可以显著地减小次固结系数;加载时间间隔越长,次固结系数越小。
　　 (3)根据一维压缩蠕变试验结果,建立了软土次固结蠕变模型;把试验值与新建模型计算值进行了比较分析,并分析了超载预压减小次固结沉降的原因。结果表明:新建模型能反映软土次固结蠕变特性,能够预测次固结沉降随时间的发展。
　　 (4)基于一维应力状态下的广义开尔文蠕变模型,运用非线性最小二乘原理,反演分析了三维应力状态下的广义开尔文蠕变模型,其物理意义明确,提供了一种探求软土三维蠕变参数的新途径。

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

1.1 引言

1.1.1 本文的研究背景

1.1.2 问题的提出

1.2 研究现状

1.2.1 土体物理力学指标统计分析研究现状

1.2.2 软土流变研究现状

1.2.3 软土次固结研究现状

1.3 本文研究内容与方法

第二章 软土物理力学指标自相关性研究

2.1 概述

2.2 物理力学指标的概率分布

2.3 软土物理指标相关性研究

2.3.1 天然含水量与其它物理指标相关性分析

2.3.2 孔隙比与其它物理指标相关性分析

2.3.3 密度与其它物理指标相关性分析

2.3.4 液限与其它物理指标相关性分析

2.3.5 其它物理指标间相关性分析

2.4 软土物理指标与力学指标相关性分析

2.4.1 含水量与力学指标相关性分析

2.4.2 孔隙比与力学指标相关性分析

2.4.3 湿密度与力学指标相关性分析

2.4.4 液限与力学指标相关性分析

2.4.5 塑限与力学指标相关性分析

2.4.6 塑性指数与力学指标相关性分析

2.4.7 液性指数与力学指标相关性分析

2.5 软土力学指标间相关性分析

2.6 本章小结

第三章 软土次固结特性研究

3.1 概述

3.2 土的主固结和次固结

3.3 次固结试验方案

3.3.1 土的基本物理性质

3.3.2 一维次固结的试验方法

3.4 次固结特性分析

3.4.1 加荷比对次固结系数的影响

3.4.2 预压对次固结系数的影响

3.4.3 加载时间间隔对次固结系数的影响

3.4.4 应力水平和先期固结压力对次固结系数的影响

3.5 次固结系数与压缩指数的关系

3.6 本章小结

第四章 软土次固结经验蠕变模型

4.1 概述

4.2 软土次固结蠕变方程的建立

4.2.1 经验蠕变方程

4.2.2 软土次固结经验模型的建立

4.3 蠕变模型的拟合分析

4.4 超载预压减小次固结沉降的分析

4.5 本章小结

第五章 基于一维压缩蠕变的三维广义开尔文蠕变模型分析

5.1 概述

5.2 广义开尔文蠕变模型

5.3 一维蠕变元件模型的三维化

5.3.1 H-K模型的三维化

5.3.2 H-2K模型的三维化

5.3.3 H-3K模型的三维化

5.4 广义开尔文模型的对比

5.5 本章小结

第六章 结论与展望

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的论文和科研工作情况