考虑变荷载和变边界的软土大应变非线性固结分析

为了准确预测实际土层的固结速率,在Gibson大应变固结理论基础之上,考虑土体的非线性压缩渗透特性和土层表面随时间改变的变排水边界条件,建立考虑变荷载和变边界的软土大应变非线性固结模型。在此基础上,获得单级加载和多级加载条件下大应变非线性固结模型的显式解析解,利用获得的解析解开展计算以分析界面参数、荷载取值对土层固结性状的影响。结果表明:外荷载对土体内部超静孔压消散的影响表现为随着荷载的增大,超静孔压消散得越快,但其不会影响土体最终完成固结的时间;参数I_(c)(α-2)取值对土体固结性状的影响表现为固结速率随着参数I_(c)(α-2)取值的变化而变化。值得注意的是,描述土体非线性特性的参数取值对固结性状的影响在变边界下显现的固结性状会出现延迟现象,不同参数下的变边界更能反映土体边界的真实透水性情况,在实际工程中可以根据超静孔压实际的消散速率反演界面参数,以便能准确预估土层的固结进程。

考虑固结和流变耦合作用的基坑工程时间效应

软土地区深基坑工程具有时间效应。基坑的各项参数,比如墙体水平位移和支撑轴力等,其数值不会因开挖的停止而不再发生变化。其原因一般地是土体固结和流变等效应所引起的。本文采用MERCHANT模型来模拟土体的流变性,依据Biot固结有限元法编制了有限元分析程序。程序分别以渗透系数和粘滞系数来反映固结的快慢和流变性的强弱。通过计算温州地区饱和软粘土地基深基坑开挖工程实例,验证了程序的可信性。程序通过对参考算例的分析,分别得到了纯固结作用和流变与固结耦合作用对基坑性状影响的规律:固结有利,流变不利,耦合作用使得具体的各项参数表现复杂化。