软土流变特性室内试验研究及长期强度的确定

摘要

随着社会的进步，经济的发展，务必要求基础设施的配套建设需要同步进行。因而在土木工程建设过程中，经常会遇到软土地基。由土的流变引起的大量工程不均匀沉降或沉降过大以及长期强度的变化引起边坡失稳等问题而导致的事故越来越被人们重视。地基的变形和稳定分析在岩土工程设计中又有着特别重要的地位。我国大部分软土是形成在全新世的中晚期，虽一部分软土埋藏在密实的硬土层之下，但都具有含水量高、压缩性高、灵敏度高、孔隙比大、抗剪强度低、渗透性差、流变特性显著等特性。而用经典力学的方法无法满意地解释它的应力-应变关系。因而有必要研究软土的流变特性。同时为了研究实际工程中现场工作环境下土的工程特性，利用室内应力控制式三轴剪切蠕变仪研究土体在固结排水情况下的流变特性。 本文在广泛查阅、研究国内外学术成果的基础上以软土的室内流变试验研究及长期强度的确定为研究内容，做了以下工作： 1、本文对土的流变研究现状进行了简要的总结。归纳了研究土体流变特性的研究方法和成果；并归纳了土的流变模型的分类和模型的优缺点以及流变模型在工程中的应用。 2、对汕揭高速公路路基的原状样软土进行了恒温下室内三轴固结排水蠕变剪切试验。得到不同围压不同应力水平下应变 (轴向应变、体积应变和剪切应变)和时间的较为系统的关系曲线；根据试验成果分析了汕揭高速软土的流变特性，得出汕揭高速软土应变应力关系的非线性。 3、根据本文的试验成果和在Mitchell的应变速率与时间双对数线性关系基础上建立了考虑应力状态的三维流变经验模型以及建立在应力应变等时曲线基础上的长期强度估算经验模型。通过对长期强度经验的模型分析，得出在固结排水情况下软土的长期强度比标准强度有较大提高。 4、利用新建模型和Plaxis 有限元软件中的流变模型对汕揭高速公路软土地基沉降变形问题进行了分析；计算结果和现场沉降监测数据进行了对比，以检验模型的合理性。 5、对本文工作进行了总结，并提出改进的建议。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章绪论

1.1引言

1.2土流变问题的提出

1.3软土的类型及在我国的分布

1.4软土流变研究现状

1.4.1流变概述

1.4.2土的流变试验研究现状

1.4.3土体流变本构模型的研究

1.4.4土体流变问题的解析研究

1.4.5流变模型在工程上的应用

1.5本文所作的工作

第二章软粘土的三轴剪切流变试验与试验成果的分析

2.1试验研究目的

2.2软粘土的常规三轴固结排水剪切试验

2.3软粘土的三轴固结排水剪切蠕变试验

2.4本章小结

第三章软土蠕变模型及长期强度模型建立

3.1概述

3.2长期强度破坏标准的选择

3.3长期强度的影响因素分析

3.3.1土体的颗粒成分对长期强度的影响

3.3.2土体密度对长期强度的影响

3.3.3土体的含水量对长期强度的影响

3.3.4矿物成分、化学成分对长期强度的影响

3.3.5温度对长期强度的影响

3.3.6加荷状态对长期强度的影响

3.3.7试验条件对长期强度的影响

3.4模型的建立

3.4.1蠕变模型的建立

3.4.2长期强度模型的建立

3.5模型检验与分析

3.5.1蠕变模型的检验与分析

3.5.2长期强度模型的分析

3.6本章小结

第四章工程应用实例

4.1工程概况

4.1.1工程地质条件

4.1.2典型断面沉降观测资料分析

4.2 Plaxis程序简介及计算分析

4.2.1程序验算

4.2.2 Plaxis中本构模型的简介

4.3典型断面的沉降计算

4.4模型评价

4.5本章小结

第五章结论与展望

5.1结论

5.2展望

参考文献

致 谢