非饱和黏性地基土一维压缩特性试验研究

研究目的:非饱和黏性土的压缩特性是路基工程、基础工程、地下工程以及边坡工程设计计算的重要参数。为研究基质吸力对非饱和土一维压缩特性的影响,本文以合肥地区非饱和黏性地基土为研究对象,进行基质吸力为常数、净竖向应力逐级增大的一维压缩试验。研究结论:(1)一维压缩变形下,不同基质吸力的e-lgp曲线均可以看作以净竖向应力300 k Pa为分界点的两条直线段;(2)压缩指数随基质吸力的变化关系符合Barcelona模型;压缩指数和切线压缩系数随基质吸力的增大呈指数衰减的变化规律;(3)为反映吸力对土体一维压缩变形的贡献,提出吸力切线压缩系数的概念,得到吸力切线压缩系数与净竖向应力之间呈现指数关系;(4)该成果可为研究黏性地基土的非饱和工程特性提供理论参考。

非饱和土一维压缩试验及变形规律探讨

为研究非饱和土在侧限条件下的变形规律,进行了控制初始干密度和基质吸力的一维压缩试验,提出切线压缩系数和切线体积压缩系数的概念,发现切线压缩系数和切线体积压缩系数均随净竖向压力的增大呈指数衰减规律,建立了描述孔隙比–净竖向压力关系和竖向应变–净竖向压力关系的经验模型,结合国内外文献中的试验数据对模型的合理性及其对不同类别非饱和土的适用性进行了验证。提出的模型可用于计算任意压力间隔内非饱和土的平均压缩性指标,计算非饱和土由于浸水产生的一维湿化变形,还可用于描述非饱和土随基质吸力增大的一维收缩变形规律。

地基沉降大变形计算方法的关键问题研究

针对大、小变形法地基沉降量结果的差异问题,从大变形应力和应变度量、本构关系以及本构参数等概念的角度进行探讨。在连续介质力学有关原理基础上,先后研究了基于Green应变、Almansi应变和自然应变的地基大变形沉降量计算式。基于欧拉应力——Almansi应变对、欧拉应力——自然应变对的大变形法压缩本构关系整理方法,以及大、小变形法切线体积压缩系数之间的转换方法等。理论分析和算例分析结果表明,遵循该转换关系的条件下,同一问题所得的大、小变形法最终沉降量结果是相同的,忽略该转换关系将导致大变形法沉降量计算结果偏大或偏小于小变形法的结果,这也为合理确定大变形法本构参数提供新的参考。