基于非Darcy滲流的變荷載作用下飽和黏土一維固結(jié)分析.pdf

1、Terzaghi一維固結(jié)理論對低滲飽和地基沉降的預(yù)測值與實(shí)測值之間有時(shí)存在較大誤差,原因之一在于其假定地基中的滲流符合Darcy定律,且地基表面作用恒載等。因此,本文運(yùn)用改裝后的滲透固結(jié)裝置,通過室內(nèi)滲透固結(jié)試驗(yàn)與理論分析,基于非Darcy滲流對變荷載作用下飽和黏土的一維固結(jié)特性進(jìn)行了研究。主要成果如下:
　　 首先通過滲透試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),河南某地黏土中的滲流有偏離Darcy定律的現(xiàn)象,并可用Hansbo的非線性分段滲流模型來描述。然

2、后對該黏土進(jìn)行了低頻循環(huán)荷載固結(jié)試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)基于Darcy滲流的固結(jié)理論并不總是能很好地描述其固結(jié)進(jìn)程。因此,引入描述非Darcy滲流的Hansbo方程,同時(shí)考慮到土體處于超固結(jié)狀態(tài)下的壓縮性一般要低于正常固結(jié)狀態(tài),修正了Terzaghi飽和黏土一維固結(jié)方程,并將其推廣到低頻循環(huán)荷載作用的情況。采用有限差分法對該方程進(jìn)行了求解,并用Fortron90語言編制了相關(guān)計(jì)算機(jī)程序。與Terzaghi飽和黏土一維固結(jié)理論解析解的對比,證明該方法的

3、有效性。對前述固結(jié)試驗(yàn)結(jié)果的模擬證明了本文理論的合理性。在此基礎(chǔ)上,探討了非Darcy滲流參數(shù)、循環(huán)荷載周期、加載速率以及超固結(jié)狀態(tài)下土體壓縮性對固結(jié)進(jìn)程的影響。計(jì)算結(jié)果表明,在矩形波載作用下,按孔壓定義和按變形定義的固結(jié)度都隨時(shí)間增長而震蕩增加,且按孔壓定義的固結(jié)度的震蕩幅度明顯大于按變形定義的固結(jié)度。另外,非Darcy滲流延緩了飽和黏土中孔隙水壓力的消散速度,故使得地基的固結(jié)速度比Terzaghi一維固結(jié)理論值要慢。且循環(huán)荷載周期越