飽和土一維熱固結(jié)解析理論研究.pdf

1、土的熱固結(jié)理論是當(dāng)今巖土工程領(lǐng)域頗為關(guān)注的研究課題之一，在熱能貯存、地?zé)豳Y源開發(fā)、核廢料處置等方面具有良好的應(yīng)用背景。本文針對現(xiàn)有熱固結(jié)問題的研究尚未形成完整的理論體系的不足，較深入系統(tǒng)地開展了飽和土一維熱固結(jié)解析理論的研究。主要內(nèi)容和創(chuàng)新工作包括： (1)在對有關(guān)土性溫度效應(yīng)及土體熱固結(jié)問題等研究現(xiàn)狀作了較詳盡的回顧和總結(jié)的基礎(chǔ)上，從傳統(tǒng)固結(jié)理論，熱彈性理論、滲流理論和傳熱理論等出發(fā)，推導(dǎo)了相應(yīng)應(yīng)力場、滲流場和溫度場的控制方程

2、，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行簡化，建立了飽和土體的三維、二維、一維熱固結(jié)方程，并討論了相應(yīng)的定解條件，為熱固結(jié)問題的求解奠定了基礎(chǔ)。 (2)對最基本的地表驟然受常溫且初始孔壓均布的一維熱固結(jié)問題，分別求得了考慮和不考慮熱力耦合的超靜孔壓和溫度增量的解，并通過詳細(xì)比較，表明可以忽略熱固結(jié)方程中熱力耦合項(xiàng)對固結(jié)的影響。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用偏微分方程理論中的有限Fourier變換、分離變量法、沖量定理法等數(shù)學(xué)求解方法，分別獲得了變荷載、初始孔壓非均布

3、、地表溫度周期性變化等條件下以及綜合考慮這些因素的復(fù)雜條件下的一維熱固結(jié)問題的理論解，現(xiàn)有不考慮溫度影響的一維傳統(tǒng)固結(jié)解均為本文解特例。 (3)基于本文理論解，繪制了大量曲線，分析討論了各種因素對地基超靜孔壓消散、沉降以及平均固結(jié)度發(fā)展的影響。分析表明，影響熱固結(jié)性狀的主要因素有：無量綱參數(shù)R(反映溫度變化大小)、熱擴(kuò)散系數(shù)與固結(jié)系數(shù)之比F(反映熱傳導(dǎo)與固結(jié)速度快慢)、加荷時(shí)間因子TVO(反映加荷快慢)、半周期時(shí)間因子Tvc(反