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。

不同含盐量条件下硫酸盐渍土蠕变特性与微观孔隙变化

为了探究不同含盐量条件下硫酸盐渍土的蠕变特性以及微观孔隙变化规律,采用自制一维蠕变仪对宁夏红寺堡地区的硫酸盐渍土进行蠕变试验,并对试验后的土样进行扫描电镜试验。结果表明:经历一维蠕变后,土体最终蠕变量随含盐量的增大而增大,随温度的降低而减小,蠕变速率随时间的增长而减小,且随含盐量的增大、温度的升高,土体经历衰减蠕变的时间越长,进入稳定蠕变的时间越晚;一维蠕变后,随含盐量的增加,大孔隙和中孔隙的数量减小,小孔隙和微孔隙的数量增加,孔隙形状以近椭圆形为主,复杂度增加,孔隙形状趋于复杂化,孔隙分形维数增大。

高应力下颗粒材料一维力学特性研究(Ⅱ):蠕变性质

现场和试验观测表明,高应力下砂土的蠕变过程伴随着颗粒破碎现象。通过开展砂土的一维蠕变试验发现,试样的颗粒破碎量随时间增加而增加,且蠕变速率与颗粒破碎速率成正比。在此基础上,分析了蠕变过程中能量转化关系,利用表面物理学和分形几何学理论,得到了一维蠕变条件下颗粒破碎速率与宏观蠕变速率之间的关系表达式。研究结果表明,高应力一维蠕变条件下颗粒材料的宏观蠕变速率与颗粒破碎速率成正比。最后,对该研究采用的等效化方法进行了讨论。

一维压缩蠕变前后软土的微观结构变化

软土在蠕变前后微观结构的演变,对了解软土的蠕变机理,探讨软土变形与时间关系以及建于软土地基上建筑物的稳定性有重要意义。对黄石地区软土进行一维压缩蠕变试验,提取原状样与蠕变破坏后土样的结构参数,对比分析这些结构参数在蠕变前后的变化规律。建议用丰度与圆形度辅助分析以更真实反映微观结构实际情况,将复杂度作为一个衡量软土在蠕变过程中孔隙或颗粒形状规则程度的重要参数。采用雷达图反映定向频率分布,可以同时对比多组数据,便于观察分布强度。研究结果表明:软土蠕变过程是结构逐渐破损,结构趋向稳定的过程;在蠕变条件下,竖直与水平方向微观异性变得不明显,孔隙变化遵循孔隙均匀化原理,小孔隙数量大量增多,孔隙与颗粒总体形状趋向扁圆形,外形更趋于"圆滑",颗粒定向性变得更有序了,而孔隙定向性变化不明显。

重塑黄土一维与三维蠕变特性研究

为研究山西地区黄土蠕变特性,采用一维压缩仪器与Geocomp全自动三轴仪对山西省太原市某地重塑黄土进行了一系列为期72d的一维压缩蠕变试验、室内三轴固结排水蠕变试验,研究了重塑黄土在循环加卸载条件下的一维蠕变特性与不同围压下的三轴蠕变特性。结果表明重塑黄土试样在循环加卸载过程中,试样主要变形以瞬时变形为主,在施加荷载100~200min后,试样的变形趋于稳定,并呈现衰减蠕变的特征。在三轴蠕变条件下,其固结蠕变曲线呈现与一维条件下较为相似的结果。在剪切蠕变阶段,其应力应变曲线呈现明显的硬化特征。孔隙水压力先增加后减小,在长期试验中,其超孔压消散较为完全均超过60%。

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。

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。

应力历史对软黏土蠕变特性的影响

在采用一维蠕变试验探讨应力历史对软黏土蠕变特性影响的基础上,利用有限元法对一维蠕变试验进行数值模拟,并分析不同计算参数对计算结果的影响.试验结果表明:软黏土的应力历史影响其蠕变特性,随着超固结比的增加,软黏土的固结系数增大,而次固结系数减小;应变速率随着超固结比的增加而减小,在双对数坐标系下次固结阶段的应变速率与时间近似呈线性分布,其斜率随超固结比增加而减小,正常固结土的斜率大约为1.0.数值模拟结果与试验结果的对比表明,软土蠕变SSC模型可以较好地模拟软黏土的一维蠕变特性.

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。

粗粒土蠕变影响因素正交试验研究

粗粒土在公路铁路路基工程中应用广泛,其蠕变特性是影响高填方路堤长期沉降的重要因素。通过大型单轴固结仪,设计蠕变影响因素正交试验,采用直观法探讨含水率、颗粒组成和压实系数等因素对砂质板岩粗粒土蠕变的影响规律。结果表明,蠕变各因素的主次顺序为:压实系数(主)、颗粒组成、含水率(次),蠕变最优方案为:压实系数97%、细颗粒含量30%、含水率8.26%。

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。

深圳海相沉积软土蠕变特性的试验研究

为探求近代海洋沉积相软土的蠕变规律,对深圳海相沉积软土开展一维压缩蠕变试验和不同固结压力作用下的三轴固结不排水蠕变试验。试验表明,近海沉积相软土蠕变的非线性特性显著,非线性特征通过应力水平的增大而逐渐显露;由于一维压缩蠕变试验中环刀的侧限作用,试样没有发生快速蠕变破坏现象;次固结系数随着固结压力的增大会出现峰值,且峰值对应压力为先期固结压力。研究还表明,在工程中加大固结压力,加速土体的固结排水作用,可减小蠕变对建筑物带来的不利影响。

高填方地基工后沉降计算

高填方工程填方高度高、填方量大,较易产生不均匀沉降,对工程的安全性和稳定性产生不利的影响,因此对高填方地基的工后沉降的研究具有重要意义。针对高填方地基的工后沉降计算,本文在考虑时间效应的UH模型的有限元计算方法和与分层总和法相配合的一维简化蠕变沉降计算方法的基础上,提出高填方地基蠕变沉降实用算法。本文还给出了高填方地基蠕变沉降实用算法参数确定方法。之后,用承德机场的监测数据验证了该计算方法。结果表明,该方法能够在有限监测数据下较好地预报工程中所关心施工期内的工后沉降,为工程的后期施工提供指导。