考虑井阻随时间变化下砂井地基的非线性固结解

针对砂井地基固结过程中砂井的渗透系数会逐渐降低这一特性,通过引入e-lgσ1和e-Igk对数模型来描述土体的非线性固结特性,同时考虑井阻随时间变化和涂抹区径向渗透系数变化等因素,推导砂井地基非线性固结的控制方程,并采用分离变量法求得该方程的固结解.通过退化研究并与己有的解析解进行对比分析,对该解答的正确性进行验证.基于...     

真空联合多级堆载下考虑井阻时空变化的竖井地基固结解析解

考虑到竖井地基固结过程中排水体井阻随时间和深度不断变化,基于等应变假定,针对堆载为多级加载及真空预压为单级加载的工况,引入竖井涂抹区渗透系数不同的变化模式,建立真空联合堆载预压下竖井地基固结模型,通过边界条件齐次化后设解的形式并解常微分方程获得固结模型对应的解析解。通过与已有的解析解及工程实测值对比,验证解析解的正确性并利用该解答开展固结性状分析。结果表明：变井阻理论更能够为最终负压沿深度线性衰减假定提供理论支撑;竖井排水能力衰减系数的增加及最终排水能力的减小都会使某时刻真空度随深度的衰减程度增大;竖井排水能力衰减系数越大,竖井固结速率越慢;最终排水能力越大,竖井固结速率越快;基于该固结模型在工前选取合适的真空加载值进行真空联合堆载预压能同时兼顾土体固结速率和经济效益。     

基于排水体椭圆柱假定的井阻非线性竖井地基固结理论

 目前针对塑料排水板处理地基的固结计算均采用传统的砂井固结理论,即需要将扁长的塑料排水板等效为圆柱体之后再进行分析,这种简化过程可能会带来一定误差。为此,将塑料排水板视为与其形状较为接近的椭圆柱体进行研究。首先给出椭圆柱坐标体系下的塑料排水板处理地基固结基本方程,并基于椭圆柱坐标系理论得到超静孔隙水压和固结度的解析解,讨论新的解答与已有经典解答之间的关系,认为经典的排水板周长等效法高估了排水板的排水固结效果。此外,讨论了排水板渗透系数kw随深度线性衰减和随时间指数衰减变化时的固结解析解,通过计算讨论认为,渗透系数随时间的变化对排水板地基固结影响最显著,参数A2值越大,排水板地基固结速率越慢,以致于排水板严重淤堵而丧失排水能力。     

考虑井阻随时空变化的竖井地基大应变非线性固结分析

高压缩性软土具有典型的几何非线性和材料非线性特征,但目前能考虑井阻随时空同时变化的高压缩性土竖井地基大应变非线性固结解答还很鲜见。考虑土体的非线性压缩渗透特征,引入随时间和深度同时变化的变井阻模型,在拉格朗日坐标系下建立以超静孔压为变量的竖井地基大应变非线性固结模型。利用有限差分法获得模型的数值解答,并将其与特殊情况下竖井地基小应变解析解及大应变固结解对比分析以验证其可靠性。不同工况下竖井地基大应变固结性状分析表明：井阻随时空演化的变井阻效应会明显降低竖井地基的固结速率,且井阻的时间效应对固结速率的影响更明显,但变井阻效应并不会影响竖井地基的最终沉降量;初始有效应力均匀分布下的竖井地基固结速率相比其随深度线性增加时较慢,且2种情况下的竖井地基最终沉降值一般不再相等,沉降曲线间的差异也较大;任意深度处井周流入砂井的流量均相等的假定导致竖井地基固结速率偏快,使实际计算会过高估计竖井地基的固结速率;竖向渗流对地基固结的促进作用随竖井长度与竖井影响区半径之比的增大而减小。     

真空联合堆载预压下竖井地基固结解析解

考虑真空度沿竖井的发展是一个深度的函数,同时堆载所引起的附加应力既随时间变化也随深度变化,还考虑了地基的径竖向渗流以及扰动区土体水平渗透系数的3种变化模式,推导了真空联合堆载预压下竖井地基固结度的一个较普遍的解析解,并分析了在真空度沿竖井线性下降,堆载线性施加和附加应力沿深度梯形分布等情况下的地基固结性状。结果表明,荷载线性施加时,真空度对地基固结度有较大影响,真空度越大,沿深度衰减越慢,固结越快;而在荷载瞬时施加时,真空度对固结度没有影响。在地基井径比和水平渗透系数与竖向渗透系数之比较小时,地基的竖向渗流对地基的固结度有较大的影响。     

砂井地基固结的空间渗流和群井效应的解析分析

本文从Ｔｅｒｚａｇｈｉ－Ｒｅｎｄｕｌｉｃ三维固结方程出发，对砂井地基因结的空间渗流和群井效应作了分析。文中给出的砂井地基因结的解析解可考虑群井共同作用、空间渗流和井阻作用，满足软土的上下边界条件、各砂井中的连续和井阻条件。文末作了数值计算，讨论了空间渗流和群井效应对砂井地基中的孔隙水压力消散及地基因结的影响。     

变附加应力条件下考虑桩体二维井阻作用的复合地基固结解析理论研究

 通过在现有解的形式基础上增加一个二次多项式,提出一种新的复合地基固结解的形式及解答方法,推导得到地基附加应力既随时间变化也随深度变化条件下考虑桩体竖向及径向二维井阻作用的散体材料桩复合地基固结解析解,通过退化、与已有解的比较等方法对解进行分析验证。结果表明,现有的瞬时荷载下考虑桩体径竖向渗流的解、考虑桩体竖向渗流与变形协调的解、太沙基一维固结解等都是本文解的特例,这说明本文解的正确合理性。地基加载历时越长,固结越慢;地基底部附加应力越小,固结越快;考虑桩体径竖向二维井阻时地基固结比只考虑竖向井阻时慢,桩径比越小,桩体渗透系数越小,两者的差异越大。本文解的表达形式及解答方法,为复合地基固结度的求解提供一种新的思路,发展和完善了现有的复合地基固结理论。     

非瞬时加载下土工袋装砂石桩复合地基固结解析解

 针对土工袋装砂石桩复合地基,推导非瞬时加载情况下土工袋装砂石桩复合地基固结度的解析解。该解析解不仅同时考虑了桩体和土体的径向和竖向变形,而且考虑了桩体和土体的径向和竖向渗流。在通解的基础上,给出了附加应力线性施加并沿深度梯形分布情况下的固结度计算公式,并通过将土工袋装砂石桩复合地基退化为普通砂石桩复合地基与已有固结理论的计算结果做比较。结果表明,由于采用了桩土体积应变的完整解答,本文计算的固结速度要比已有固结理论的计算结果小。     

非饱和粘弹性地基在加荷随时间指数变化作用下的一维固结半解析解

研究了非饱和粘弹性地基在加荷随时间指数变化作用下的一维固结特性。针对粘弹性地基土最基本的merchant模型,采用李氏比拟法,依据Fredlund固结理论及Cayley-Hamilton数学方法得到Laplace变换域内的超孔隙压力的解;再根据Crump方法编制程序进行Laplace逆变换得到了时间域内的超孔隙压力及土层沉降的半解析解。最后,本文给出了一个典型算例,揭示了在加荷随时间指数变化下非饱和粘弹性地基的固结特性,扩展了非饱和土固结理论在工程实际中的适用性。     

等应变条件下的砂井地基固结解析理论

本文建立了等应变条件下较为完善的打穿软粘土层的砂井地基固结解析理论,该理论较同样条件下现有理论更接近自由应变条件下严密的但极其复杂的解析理论。文中对巴隆(R.A.Barron)理论和汉斯(S.Hansbo)理论作了详细的分析和讨论,阐述了考虑井阻作用时巴隆理论的不合理性和汉斯理论的近似性。最后根据本文理论编制了可用于IBM-PC微机的绘图软件,绘制了常用砂井的平均径向固结度-径向固结时间因子等曲线。利用这些曲线,能较方便地进行考虑井阻作用和涂抹作用的砂井地基设计。     

堆载预压径竖向固结等体积应变解答

现有的含竖向排水体地基固结问题的解析解答大都是在传统的等竖向应变假设基础上建立的,而且在考虑涂抹区土体的渗流和压缩作用方面,还没有真实地体现出涂抹区土体的竖向渗透系数和体积压缩系数,其对地基固结的影响也尚不明确。为此,针对含竖向排水体地基径竖向同时固结的轴对称问题,采用等体积应变假设,考虑井阻作用、涂抹作用、随时间线性堆载预压以及地基附加球应力任意分布,推导了完整的径竖向固结微分方程的解答,给出了超静孔隙水压力和固结度的显式表达式,分析了侧向变形即泊松比效应以及涂抹区土体的竖向渗透系数和三维体积压缩系数对地基整体平均固结度的影响。结果表明,泊松比效应较为明显,基于传统的等竖向应变假设的解答高估了地基的固结速率;不考虑涂抹区土体体积压缩的解答虽然也高估了地基的固结速率,但影响有限;而涂抹区土体的竖向渗透系数对于地基固结的影响则几乎可忽略不计。     

砂井地基的大变形固结

基于一维大变形固结理论,考虑饱和黏土的压缩性和渗透性的非线性变化,取消了小应变的限制条件,在流动柱体坐标系下,推导建立了以孔隙比为变量的砂井地基大变形固结控制方程。采用交替隐式差分法编程求解了砂井地基大变形固结方程,通过工程实例分析,验证了控制方程及差分求解程序JEFD02的合理性和适用性。本文将大变形固结理论引入砂井处理超软地基的固结计算,对该类地基的固结预测估算方法进行了一次有意义的探索。     

Nonlinear consolidation analysis of soft soil with vertical drains considering well resistance and smear effect under cyclic loadings

In this paper, the nonlinear consolidation behavior of soft soil with vertical drains considering well resistance and smear effect under cyclic loadings was investigated. Using the variables separation method, a series of analytical solutions were derived to calculate the excess pore water pressure and the average degree of consolidation of the soil subjected to various cyclic loadings including trapezoidal cyclic loading, rectangular cyclic loading, triangular cyclic loading and haversine cyclic loading. The correctness of the proposed solutions was verified through degenerating into the existing solutions. Finally, the effects of different parameters on the nonlinear consolidation behavior of soil with vertical drains under cyclic loadings were analyzed.     

含竖向排水体地基固结变形问题研究综述

综述了现有的含竖向排水体地基固结变形计算方法,包括解析解法和数值解法,归纳了计算参数的研究现状,并对存在的不足之处做出总结,旨在更好地确定处理后的地基在满足规定时间内完成所需固结量的条件下,竖向排水体的数量和间距。     

竖井地基热排水固结本构模型及试验验证

考虑饱和土体先期固结压力随温度变化情况,对非等温条件下土体e–lgp曲线上点的移动规律进行研究,建立了饱和黏土的非线性热弹性本构模型,并开发编制了TSDSS有限元程序。同时,开展了竖井地基热排水固结模型试验,将试验结果与模型试验的TSDSS模拟结果进行对比,两者较为吻合,从而验证了该本构模型的正确性,且能从机理上反映热排水固结过程,数值模拟结果进一步表明:土体导热系数越大或渗透系数越小,热排水固结过程中产生的孔隙水压力峰值越大;渗透系数越小,热排水固结越慢;导热系数越大,热排水固结越快。     

真空堆载预压联合电渗竖向排水地基非线性固结解析解

基于等应变假设,采用非线性渗透及压缩模型,考虑真空度沿深度线性衰减以及随指数时间增加、附加应力随深度线性减小、有效电压随时间指数衰减特征,推导瞬时加载、单级加载和多级加载方式下的真空堆载预压联合电渗竖向排水地基非线性固结解析解.通过与现有文献中的试验和数值结果对比,验证推导的解析理论的正确性.在此基础上,利用该解对真空...