非饱和土等效固结变形特性与一维固结变形分析方法

非饱和土的固结变形特性及分析方法一直是土力学的研究热点。由于非饱和土是一种三相的多孔松散介质,三相之间不仅具有力学效应复杂多变的收缩膜,而且还存在气、固与固、液之间的电化学作用和物理作用以及它们物理性态变化的影响,因此,仅依据吸力特征量来反映固、液、气及收缩膜之间的联系对于认识非饱和土力学特性存在很大困难。从非饱和土客观存在的固结变形变化以及固结变形稳定时固、液、气共同构成的等效骨架承担压缩应力出发,提出将复杂多变的非饱和土固、液、气三相及收缩膜和各相的物理化学表观作用等效为骨架相和流体相,通过压缩、固结试验揭示了非饱和土固结过程的等效骨架相应力和等效流体相压力的变化规律、瞬时压缩变形特性,以及等效固结系数,将复杂的非饱和土固结问题简化为两相耦合作用问题,建立了一种实用的非饱和土一维等效固结分析方法。

非饱和土等效固结特性的验证

本文基于非饱和重塑黄土的一维固结与压缩试验结果,通过将复杂多相的非饱和土视为由等效骨架相和等效流体相组成的系统,首先对非饱和土整个变形阶段的等效两相应力随时间发展变化的规律展开分析,其次考虑到其受荷瞬间气相的高压缩性,将瞬时变形从固结变形中分离出来,分析了等效骨架相的瞬时压缩变形特性,并应用等效固结变形分析方法,确定了非饱和土的等效固结系数,实现了对非饱和土等效固结特性的验证,对解决相关的实际工程问题具有一定的借鉴意义。