洞庭湖砂纹淤泥质土一维固结蠕变模型研究

利用一维固结蠕变试验研究洞庭湖砂纹淤泥质土的蠕变特征,建立了适用于描述洞庭湖砂纹淤泥质土应力-应变-时间关系的经验蠕变模型。研究结果表明,轴向应变ε与时间t在双对数坐标系中呈良好的线性递增关系。随着固结应力的增加,lnε-lnt关系曲线的斜率显著减小,且相邻两级荷载作用下lnε-lnt关系曲线的间距逐渐变短。在高应力水平下,lnε-lnt关系曲线趋于水平,同时曲线斜率减小的速率明显降低。双曲线函数比指数函数更为适合描述洞庭湖砂纹淤泥质土的应变-应力关系,将Singh-Mitchell模型中的应变-应力关系修正为双曲线型比较符合工程实际。发现lnε-lnt关系曲线的斜率与固结应力呈双曲线函数关系。在此基础上,建立了反映应力水平影响、适用于描述洞庭湖砂纹淤泥质土蠕变特性的5参数修正Singh-Mitchell模型。

含砂量对砂−细粒混合土一维蠕变行为的影响

利用一维固结蠕变试验研究了宁夏中部黄土高原淤地坝前砂−细粒混合土的蠕变特性,结合压汞试验结果探讨了含砂量对其蠕变特性的影响作用机制。借鉴Yin-Graham一维等效时间线弹黏塑模型的理论框架,同时考虑一维条件下蠕变的有限性和蠕变系数的衰减性,建立了适用于描述淤地坝前砂−细粒混合土应力−应变−时间关系的经验蠕变模型。研究结果表明:含砂量小于28.57%时,次固结系数和次固结变形与含砂量呈负相关,细颗粒决定着砂−细粒混合土的蠕变性;含砂量超过28.57%后,次固结系数和次固结变形随含砂量增加逐步增大,砂−细粒混合土的蠕变性和砂性土相似。所建模型的预测曲线和一维蠕变试验曲线吻合良好,说明该模型适用于一维条件下砂−细粒混合土蠕变特性的描述。

生物酶改良粉土双曲线固结蠕变模型

针对生物酶改良粉土的固结蠕变特性,开展了不同生物酶掺量下粉土的一维固结蠕变试验,分析生物酶改良粉土的应变随时间的变化规律及次固结系数随固结应力的变化情况,提出了一种反映生物酶改良粉土蠕变过程应变与时间关系的双曲线蠕变模型,并分析生物酶掺量对双曲线蠕变模型相关参数的影响。结果表明:1)生物酶改良粉土的应变随时间的增加而增大,加载前期应变较大,后期逐步减缓并呈稳定发展趋势,生物酶改良粉土具有明显的非线性蠕变特性。2)素粉土的次固结系数随固结应力的增加呈先减小后增大再减小的趋势,改良后粉土较素粉土的次固结系数小,生物酶能有效改善粉土的蠕变特性。3)生物酶改良粉土的应变-时间关系为典型的双曲线,对该双曲线进行拟合,对比生物酶改良粉土的应变-时间曲线和双曲线蠕变模型理论曲线,建立的双曲线蠕变模型能较好地描述生物酶改良粉土蠕变过程的应变与时间关系。

不同加卸载路径下灵敏性粉土的变形特性

山西汾河中游一级阶地的施工中发现,饱和粉土地基受扰动后会产生很大的附加沉降,且迟迟不能稳定,表现出灵敏性。基于一维固结蠕变试验研究不同的加卸载路径对灵敏性粉土变形特性的影响,结果表明:加卸载路径和加卸荷比是影响压缩曲线的重要因素;压缩曲线在出现转折时对应的应力为结构屈服应力;加荷比越大,同级荷载下沉降值、固结系数、次固结系数和主固结比都会增大,同时其压缩曲线越趋近于线性,特征转折点消失,但加荷比越大,可大大减少工期;预压荷载的大小和卸荷比都会影响灵敏性粉土的回弹量,预压荷载大于结构屈服应力时,卸荷比越大,回弹量越大,因此需要采取分级卸载方法减小回弹量,保证预压效果;目标荷载小于结构屈服应力时,超载预压法降低工后沉降效果显著。

基于蠕变试验的高填方路基沉降的数值模拟

本文主要研究了高填方路基的沉降特性,取定西至临洮高速公路某段高填方路基工程路基填土进行了一维固结蠕变试验,研究了路基填土在相同压实度、不同含水率条件下的蠕变特性,分析了含水率对路基填土蠕变特性的影响,再利用Abaqus数值软件建模分析,模拟计算了高填方路基的沉降。结果表明:路基填土含水率越大,填土变形越大,路基填土蠕变稳定的时间越长;路基填筑高度越高,填土变形越大,填土蠕变稳定的时间越长;Abaqus软件自带的Drucker-Prager塑性和蠕变耦合模型可以很好地反映各级荷载下路基填土变形与时间的变化规律,可以作为高填方路基填土的蠕变模型。