非等温分布条件下考虑半透水边界时饱和黏土的一维固结解析解

摘要

温度的变化会导致土体的物理力学性质改变,且在一些实际工程中,饱和黏土会处于非等温分布状态。为此,针对非等温分布条件下饱和黏土的一维固结问题,考虑了更具普遍性的半透水边界,通过某些假定推导了单级线性加荷形式下饱和黏土一维固结控制方程,并利用分离变量法求解得到了控制方程的解析解。通过将所提解析解分别与已有解析解和有限差分解展开对比分析,验证了所提解答的正确性。基于所提解析解,利用某一算例分析了温度梯度、半透水边界参数及加荷时间对固结性状的影响。结果表明:温度梯度M越大,土体的渗透性越大,土体的固结速率越快;半透水边界参数R和R越大,相同时间内土体的超孔隙水压力越小,土体的平均固结度越大;土体的平均固结度随加荷时间t的增大而减小,这主要是由于加荷阶段所施加的外荷载小于最终荷载,但加荷时间t的延长可一定程度减小土体中产生的最大超孔隙水压力。