滨海软土蠕变特性及蠕变模型

如何合理地描述滨海软土的蠕变规律对软土地基工程是十分重要。三轴蠕变试验研究表明，滨海相沉积的软土具有非线性蠕变的特性，双曲线型更适合其应力-应变关系。修改了Singh-Mitchell模型的应力-应变关系，建议了滨海软土的应力-应变-时间关系。所提出的蠕变模型具有参数少、适用性较强的特点。     

深圳海积软土的三轴不排水蠕变特性与经验型模型

软土变形的时效性会使修建在软土地基上的建筑物产生不容忽视的工后沉降,因此揭示软土蠕变的规律,对软基工程具有重要意义。通过对深圳湾海积软土进行不同固结压力下的三轴固结不排水蠕变试验,以论证海积软土的蠕变特性,建立可描述软土蠕变特性的本构模型。结果表明,深圳具有非线性蠕变特性,应力水平越高,非线性特征越显著,剪切蠕变特征越复杂,其蠕变性状受固结压力,剪应力水平显著。在工程中应尽可能加大固结压力,加速土体的固结排水作用,可减小因蠕变影响对建筑物带来的危害。研究还表明,Singh-Mitchell经验型模型具有参数少,适用性强的特点,可较好地反映和预测深圳海积软土的蠕变特性。     

软土蠕变本构模型研究综述

研究软土蠕变特性,掌握其应力-应变规律,对于解释软土工程时效力学行为及长期稳定和运营安全具有十分重要的研究意义和实用价值,本文对国内外软土蠕变本构模型的研究近展进行总结,对各类模型优缺点进行分析比较,对后续有待开展的研究工作进行展望。     

软土变形时效特性的试验研究

软土变形的重要特征为具有时效性,这将导致软土工程的工后沉降。根据实际工程需要,采用原状土样和扰动土样对软土变形机理进行了一系列室内试验,包括软土的应力–应变特性、固结效应、次固结特性、蠕变特性等。通过试验成果系统分析可得:(1)初始固结度对应力–应变关系的影响;(2)次固结系数与固结压力的关系以及应力历史对次固结系数的影响;(3)次固结系数与压缩指数的关系;(4)排水蠕变和不排水蠕变的变形特征;(5)蠕变变形的影响因素和降低蠕变效应的技术路径等。研究结果表明:软土变形的时效性产生于固结特性和蠕变特性的耦合效应,土体的变形过程实际是固结和蠕变共同作用的过程,任一时刻两种变形在总变形中所占比例取决于多种因素,其中最重要的是应力水平和排水条件。     

宁波淤泥质软土流变特性3轴试验研究

软土具有含水量高、压缩性高、固结时间长等特点,具有明显的流变特性,容易造成建筑物不均匀沉降、失稳等问题。以宁波地铁基坑现场的原状土为研究对象,来研究软土的流变特性,按深度分成5组土样进行,每组土样采取分级加载的方式,以模拟土样在不同应力水平下的流变特性。结果表明:软土蠕变具有明显的非线性时间效应,可分为三阶段,即减速蠕变、等速蠕变、非稳定蠕变;在不同的应力水平下,软土会进入不同的蠕变阶段,在实际工程中应予以重视。     

低频循环荷载下海积软土蠕变特性试验研究

低频循环荷载作用下软粘土力学行为具有其独特性,为了研究低频循环荷载作用下海积软土的蠕变特性,利用土体三轴蠕变试验仪,针对珠江三角洲地区的海积软土开展了一系列蠕变试验,并对该地区海积软土的典型循环蠕变曲线进行讨论,初步探索了软土在低频循环荷载与静荷载作用下蠕变特性的异同,研究发现,两种加载方式下土体累积变形量总体较为接近,而低频循环荷载作用相较于静荷载作用,软土更慢地进入衰减型蠕变阶段及达到变形稳定。同时,对比分析了围压、主应力比和加载频率对软土低频循环荷载下循环蠕变特性的影响。     

宁波软土次固结特性试验研究

软土工程特性具有区域性特点,次固结变形特性也存在差异。为此通过室内一维固结蠕变试验,系统研究宁波软土次固结变形特性,分析次固结系数与固结压力、时间及压缩指数的关系,并与其它软土地区相关试验成果进行比较,以揭示宁波软土的次固结特性。     

软土蠕变特性对地下结构长期竖向变形的影响分析

通过软土剪切蠕变试验以及桩土界面剪切蠕变试验,研究上海地区典型软土剪切蠕变特性以及桩土界面的剪切蠕变特性,获得地下结构抗拔桩长期竖向承载特性分析参数。根据试验结果,对上海世博会变电站深埋地下结构的长期竖向上浮变形进行预测分析。研究成果揭示了软土蠕变特性对地下结构长期竖向变形的影响,为深埋地下结构变形控制设计提供指导。     

高铁铁路路基建设施工阶段沉降分析

我国东南沿海地区多为饱和软土地层,共建(构)筑物地基沉降主要由主固结沉降及次固结沉降组成。为充分反映饱和软土这一特性,需在数值分析中采用考虑土体蠕变-固结耦合效应的本构模型。通过工程实例,将上体蠕变-固结耦合效应应用于高速铁路路基沉降分析,结果表明:考虑土体蠕变-固结耦合效应可以较好的反映沉降的变化及工后沉降的发展趋势。     

修正广义Kelvin蠕变固结模型研究

软土变形的时效特性产生于蠕变和固结,但蠕变和固结基于不同的变形机制,因此研究蠕变固结耦合效应的计算模型对于软土工程来说是十分重要的。采用将非线性本构模型和Biot固结模型耦合的方法,建立修正的广义Kelvin蠕变固结模型,即非线性弹-黏弹固结模型。首先,根据软土室内试验成果分析变形机制和应变随应力和时间的变化规律,找到函数拟合关系;其次,将Duncan模型和修正的广义Kelvin模型相结合,建立描述上述函数拟合关系的本构模型。然后,将该本构模型代入Biot固结理论的平衡方程,并提出基于非线性变形特征的蠕变固结模型。该模型共有14个模型参数,包括8个Duncan参数,均可通过常规三轴试验确定。通过一个实际工程的计算,完成该模型的计算流程,并对计算结果进行分析和比较,验证所建模型的有效性,探讨软土蠕变对地基中孔隙水压力及应力水平的影响,在此基础上获得一些有益的结论。研究结果表明,采用修正的广义Kelvin蠕变固结模型进行软土变形特性分析是一种合理的方法,具有模型机制明确、参数确定方法简单的优点。另外,虽然蠕变和固结都会给工程带来工后沉降问题,但两者对工程的影响是不一样的,改善地基的排水条件可弱化蠕变效应并提高工程的安全度。     

天津滨海软土固结-蠕变特性及微观结构分析

本文以天津滨海软土为研究对象,运用室内试验、微观分析等手段,并采用宏微观结合的方法对结构性软土的蠕变特性进行了研究。试验结果表明:天津滨海软土蠕变特性显著,且蠕变有明显的非线性特征;通过对原状土和重塑土的蠕变试验结果曲线对比分析,表明软土的结构对其蠕变特性具有显著影响;原状土体疏松的片架结构、颗粒的边—面接触以及发育的孔隙是土体具有显著蠕变特性的内在原因,蠕变稳定后土体结构密实程度提高,稳定性增强,颗粒聚合,大孔隙减少,小孔隙增多,孔隙逐渐均匀化。     

基于扰动状态概念的结构性软土蠕变模型

结构性和蠕变性对软土工程性质具有双重影响,有必要建立一种模型能够准确描述扰动带来结构性逐步破损的过程并同时反映软土蠕变特性对地基变形的影响。引入扰动状态概念,选取三元件广义Kelvin模型描述相对完整状态,3DEVP模型描述完全调整状态,扰动函数采用经验表达式,建立了一个基于扰动状态概念的结构性软土蠕变模型。从宏观试验结果和微观结构变化分析,说明扰动模型可以很好地描述在应力作用下软土结构性在蠕变过程中逐渐衰减的过程。模型中的参数都可通过等向压缩蠕变试验与三轴蠕变试验获取。通过黄石地区的结构性软土的三轴固结不排水蠕变试验数据对模型进行检验,结果表明该模型能较好描述结构性软土的蠕变特性。     

考虑蠕变的堆载预压软土路基固结度数值分析

结合某高速公路软土路基处理工程实例,考虑软土蠕变特性,采用有限元软件ABAQUS对堆载预压软土路基固结度进行计算,并与三维固结理论计算及根据实测孔隙水压力推算软基固结度进行对比,对比分析表明:考虑蠕变的模型计算的固结度与根据实测孔隙水压力计算的固结度更加吻合,其准确性更高;考虑蠕变模型进行固结度计算,超静孔隙水压力消散时间受土体蠕变的影响,在后期有增大的趋势,必然延长了软土的固结时间,这更接近工程实际,所以考虑蠕变的数值计算方法简便,结果也更精确。     

考虑蠕变影响的深基坑工程施工固结效应研究

在软土地基中进行基坑开挖具有明显的时间效应,开挖期间基坑性状的改变是由于开挖卸载所致,而开挖间歇期内基坑性状的改变一般是由于土体的固结和蠕变所共同引起的。关于软土地区深基坑工程土体的固结效应和蠕变效应,前人曾分别进行过相应的研究,但对于两者耦合的研究相对较少。从软土的蠕变-固结耦合变形机理入手,考虑时间的影响,采用时间硬化与Druker-Prager塑性耦合蠕变模型,运用ABAQUS有限元软件通过数值分析,对深基坑开挖过程中考虑蠕变影响的固结效应进行了探讨。     

基于微观结构特征的滨海软土蠕变行为分析

研究整理了软土微观结构特征试验分析的技术要点,分析软土蠕变试验与孔隙数、复杂度和概率熵之间的关系,总结软土宏观力学性质与微观结构特征的响应规律,得出以下结论 :(1)采用微观参数建立的软土结构性关系式对研究微观参数与宏观蠕变力学关系是可行的;(2)分类阐述了不同蠕变试验对蠕变破坏前后软土微观结构参数的影响;(3)提出基于函数关系式将微观结构分析试验与宏观力学特性试验相结合的方法,开展软土结构性参数指标与软土宏观力学性质相关性的试验研究。     

软土蠕变特性试验研究

针对广州南沙原状软土进行了一系列室内试验研究,包括三轴压缩试验、三轴蠕变试验和一维固结试验,系统地探讨了软土的蠕变变形特性。结果表明:软土的蠕变特性与多种因素有关,包括土体的初始固结度、土层排水条件、加荷比等;次固结系数与固结压力的关系取决于土体的先期固结压力和试验中的加荷比。     

超静孔隙水压下软土卸荷蠕变特性试验研究

考虑超静孔隙水压作用的软土卸荷力学特性对富水软土地区地下空间开挖变形和稳定性分析具有重要作用。以深圳地区淤泥质软土为研究对象,开展不同初始超静孔隙水压作用下的K_0固结不排水三轴卸荷强度试验和卸荷蠕变试验。试验结果表明:初始超静孔隙水压越大,固结围压越小,软土卸荷破坏越具有突然性;软土卸荷强度应力-应变曲线大致呈双曲线型,其双曲线函数拟合结果表明,卸荷强度随着初始超静孔隙水压的增大而大致线性减小。卸荷蠕变对初始超静孔隙水压敏感性很大,卸荷蠕变破坏时的偏应力约为卸荷强度试验中偏应力的90%。UU0.5应力路径相对于UU0.0应力路径更容易发生卸荷强度破坏和卸荷蠕变破坏,在实际工程中,应尽可能控制软土侧向卸荷比和超静孔隙水压的大小。     

公路软基蠕变—固结耦合有限元分析

软土的蠕变特性常常导致路堤出现沉降过大、甚至失稳等现象。本文采用同时考虑蠕变和固结效应的修正的广义Kelvin蠕变—固结模型,对公路软基的时效性变形进行了有限元分析。在某软基上路堤填筑工程的变形分析中,该方法的计算结果和监测数据基本吻合,由此验证了该模型的有效性。本文针对该工程进行了一系列的参数分析,讨论了软土的蠕变效应、塑料排水板布置方式和堆载速率等因素对该路堤变形发展和路堤稳定性的影响。     

软土蠕变-固结特性及计算模型研究

根据国内外研究动态和实际工程的迫切需求，对软土蠕变—固结特性、计算模型、模型的数值求解方法和工程应用等进行了系统的研究，探讨了土工应力—应变模型、流变模型和固结模型的耦合机理，建立了实用的非线性弹粘性固结模型。研究表明，软土在任一时刻的变形都可以分解为瞬时变形和蠕变变形，其中，瞬时变形也呈现比较明显的非线性特征；土体变形的时效性由固结特性和粘滞特性共同决定，应力水平低时以固结变形为主，反之，土体的变形主要来源于剪切蠕变；土体的蠕变变形与孔隙水压力的消散有关，在同样的条件下，土体渗透性越差，蠕变变形越大；对于有厚度的土层，土体的次固结是在主固结过程中同时发生：土的蠕变对应力和应变的影响程度取决于土体的排水条件，当地基排水不良时，应力水平将随时间增高，变形计算中若不考虑蠕变特性将可能忽略地基潜在的失稳趋势。所以，考虑蠕变特性不仅是对计算结果的修正，而且是对工程安全性的重新评价。通过对有代表性的实例的计算和分析，验证了计算模型的合理性和结论的正确性。     

上海世博央企总部基地商飞办公楼深基坑变形实测与性状分析

介绍了上海世博央企总部基地启动项目——商飞办公楼基坑的设计、实施及监测结果,对实测地下连续墙变形状况进行详细分析。根据本工程实测资料,针对地下连续墙侧的变形性状进行了研究,结果表明软土蠕变特性仅对基坑各边中部范围内围护墙水平变形产生较大影响,连续墙侧向最大变形随土体蠕变的发展速度达0.55 mm/d,为软土基坑的变形控制设计起到参考作用。