张靖皋长江大桥锚碇基础软土夹层蠕变特性试验及分形蠕变模型研究

摘要

张靖皋长江大桥锚碇基础位于中国南方临江富水且软土夹层深厚地区。该层软土的蠕变特性对桥梁基础的变形稳定性有着重要的影响,不容忽视。利用GDS应力路径三轴试验系统,采用分别加载方式开展了一系列三轴固结排水剪切蠕变试验,研究了江苏临江软土的蠕变特性。试验结果表明,软土蠕变分为瞬时应变、衰减蠕变及稳定蠕变3个阶段,呈现出典型的非线性蠕变行为且随时间和应力增长表现出稳态蠕变的特征。通过拟合不同应力水平下的试验结果,基于分形导数理论,引入分形黏壶代替传统Abel黏壶,建立了适用于江苏临江地区软土的非线性分形Burgers蠕变模型。相比于传统模型,该分形Burgers模型参数少、精度高、物理意义明确。研究结果对于预测基础变形和制定控制基础变位的措施具有一定意义,可为中国南方沿江地区的工程应用提供参考。