循环荷载作用下饱和软粘土非线性一维固结

根据饱和软粘土地基非线性一维固结理论，针对单层饱水地基模型，运用Laplace变换求解了在循环荷载作用下的单层饱水地基一维非线性变形问题；通过Laplace逆变换，即可计算单层饱水地基在循环荷载作用下的非线性一维固结。结合单层地基在几种常见循环荷载作用下固结变形的算例，对解进行了探讨，揭示了循环荷载作用下单层饱和软粘土地基非线性一维固结的特性，得到了一些可用于指导工程实践的有意义的结论。     

初始有效应力沿深度变化的非线性一维固结半解析解

既考虑材料非线性又考虑初始有效应力沿深度变化的一维固结问题,由于其求解的复杂性,解析解 很难求得,一般的解答都是采用数值方法获得。作者建立了求解初始有效应力沿深度变化的软粘土非线性一维固 结问题的半解析方法,编制了计算程序,并通过详细的计算,得到了有关孔压和沉降曲线,然后通过分析比较, 对软粘土地基非线性一维固结性状进行了探讨。     

半解析法在成层软粘土地基固结问题中的应用

软粘土地基变形的重要特性之一，是其具有粘滞性，由于粘滞性的存在，土体在固结过程中变形呈现出次时间效应，同时，天然地基有成层性的特点，在建立了一个成层软粘土地基模型的基础上，提出了求解变荷载下成层软粘土一维固结问题的半解析方法，编制了相应的计算程序。通过在单层情况下与已有的解析解的比较，证明半解析方法的正确性和有效性，最后给出一个算例，得到了有关的固结曲线，揭示了成层软粘土地基的固结特性。     

考虑结构应力的粘土一维非线性固结分析

考虑结构性粘土的结构应力比以及施工荷载分级加载情况,建立了考虑结构应力比的天然饱和软粘土一维非线性固结控制方程,采用Crank-Nicolson有限差分格式对固结方程进行了求解,并与不考虑结构应力比的一维线性和非线性固结结果进行了比较分析,最后针对不同η/c比值分析了天然饱和软粘土的一维非线性固结性状。研究表明,非线性参数η/c对固结速率有较大影响,η/c值越小孔压消散越快,固结速率越大。在固结初始阶段不考虑结构应力比的线性与非线性固结计算结果比较接近,随着固结的发展,不考虑结构应力比的非线性     

低频循环荷载作用下一维非线性固结的有限体积解法

为解决基于Davis假定的低频循环荷载作用下一维固结微分方程因具有非线性特点而难以求得解析解的问题,开展该问题的数值计算方法研究,首先利用变量代换将低频循环荷载作用下一维固结微分方程转换为扩散方程,再在控制体积上先做积分后做差分建立隐式有限体积法格式,最后与半解析解进行对比验证。研究结果表明:该有限体积格式计算结果与半解析解计算结果吻合,能够较好求解低频循环荷载作用下一维非线性固结问题。     

循环荷载下半透水边界粘弹性一维固结解析解

针对单层粘弹性地基模型,对循环荷载傅立叶级数展开,由固结方程求得循环荷载作用下半透水边界饱和软粘土一维固结解析解,并通过边界转换,可以得到任意边界地基在任意随时间变化的荷载作用下的孔压变化情况,研究的成果为软粘土地区的工程建设提供重要的指导。     

指数渗流定律下成层地基一维非线性固结分析

在土中渗流遵循指数形式渗流定律的背景下,考虑实际中的变荷载作用及土体初始有效应力沿深度的线性增加,建立成层软土地基一维非线性固结控制微分方程及求解条件。运用有限差分法获取其数值解并编制相应的计算程序,通过与达西渗流定律下成层地基非线性固结半解析解相对比,验证了该差分解及计算程序的可靠性。最后,结合不同工况下的某四层软土地基一维非线性固结计算实例,分别对土中的超静孔压、按孔压定义的平均固结度以及地基沉降量进行计算分析。     

循环荷载作用下地基一维非线性固结解析解

将孔隙比e与有效应力σ关系（e-lgσ）引入循环荷载作用下单层地基的一维非线性固结问题的研究之中，通过假定土体中的初始有效应力沿深度均匀分布和固结过程中土体渗透性的降低与压缩性的减小成正比，建立了低频循环荷载作用下单层地基的一维非线性固结问题的固结方程。由ω-σ变换得出了低频梯形循环荷载作用下单层地基的一维非线性固结问题的解析解，采用Fortran语言编制了相应的计算程序，并通过将其特例情况下的解分别与目前已有的解析解和半解析解进行对比的方法对文中解作了验证。现有单层地基的一维非线性固结解析解均为文中解的特例。     

饱和软粘土在循环荷载下的孔压数值分析

在经典的Terzaghi一维固结理论基础上,推导出循环荷载作用下考虑土体非线性的一维固结微分方程,并应用Matlab软件编写相应微分方程的求解程序,得到超孔隙水压力随时间变化的曲线。结合单层地基在正弦循环荷载形式作用下的固结算例,对所得数值解进行了探讨,揭示了循环荷载作用下单层饱和软粘土地基孔压分布的特性,得到了一些有益于工程实践的有意义的结论。     

软粘土非线性一维大应变固结分析

1　引　言一维大应变固结理论的研究始于60年代。1967年,作为这一领域开拓者的Ｇｉｂｓｏｎ等给出了一维大应变固结理论普遍的控制方程,并用有限差分法分析了非线性一维大应变固结问题[1]。此外,还有不少学者致力于软粘土非线性大应变固结特性的研究,但他们的主要工作还是集中在对Ｇｉｂｓｏｎ一维大应变固结理论的数值分析,或应用模型试验对其理论进行验证。本文采用半解析方法[2]对一维大应变固结问题进行研究。该方法不从Ｇｉｂｓｏｎ基本方程出发,也不采用孔隙比ｅ为控制变量,同时也不选用对大应变问题通常采用的拉格朗日坐标或固相物质坐标。本文的半解析法将选用空间坐标,以孔压ｕ为控制变量进行求解。2　问题的描述如     

李群变换求解一维非线性有限变形固结问题(英文)

在对渗透系数与孔隙比以及有效应力与孔隙比的关系作出假设的基础上 ,讨论了不同初值和边值条件下的饱和粘土一维非线性有限变形固结方程 ,同时对不同边界条件的性质进行了评价。研究表明 ,对于一些相对简单的边界条件 ,通过李群变换的方法可以得到非线性固结方程的完整解析解。最后 ,将所得到的解答与Tan&Scott的有关解答进行了分析比较 ,并探讨了求解过程中出现的一些问题     

结构性软土地基的非线性一维固结半解析解

结合结构性软土压缩特性研究,通过运用多层地基一维固结解析解和迭代法,建立了能考虑土体结构性和土体自重的非线性一维固结问题的半解析方法,通过编程计算,得到了结构性软土的固结度随时间变化曲线,揭示了结构性软土地基的一维固结规律.     

循环荷载下平面变形超固结软土蠕变特征试验研究

采用原状试样试验研究平面变形超固结软土在循环荷载下的变形特征。研究表明,静力荷载试验应力状态平面变形条件下,正常固结和超固结软黏土以固结变形为主要特征。循环荷载试验应力状态平面变形条件下,正常固结和超固结软黏土以剪切变形为主要特征,超固结软土侧向变形小于正常固结软土。饱和软黏土试样在循环荷载作用初期孔隙水压力不显示波动特征,总体趋势为累计增大到峰值后连续下降,与静荷载作用下的孔压变化特征类似。循环荷载长时间作用后,孔隙压力呈现波动特征,波动峰值随时间逐渐减小,衰减过程与应力状态和应力历史有关。     

渗透诱发固结中高塑性粘土固结参数的确定

软粘土在渗透压力作用下 ,孔隙比e,压缩系数a ,渗透系数k随固结过程中应力—应变状态的变化而变化 ,具有大应变、非线性等特点。本文通过渗透固结模型实验 ,对渗透压力下高塑性粘土一维非线性固结特性进行研究 ,确定了固结过程中压缩性关系 (e-σ′)、渗透性关系 (e-k)表达式 ,从而为该渗透固结机理应用到土坝水平防渗措施中粘土铺盖裂缝的淤填、淤积铺盖防渗性能的提高等方面提供理论依据     

天津滨海重塑软黏土一维固结蠕变特性研究

软黏土蠕变产生的长期变形严重影响建筑物及地基的安全性和稳定性,故通过设置不同预压条件模拟软黏土的初始受力状态,对重塑软黏土进行一维固结蠕变试验。研究表明:不同预压条件下,重塑软黏土一维固结蠕变历时曲线的瞬时变形较大,随着加载时间的增长,土体产生缓慢的蠕变,变形量逐渐减小,最终趋于稳定;此外,软黏土一维固结蠕变等时曲线中应变随应力水平的增大而增大,曲线延伸方向逐渐向应变轴靠拢,非线性愈加明显。基于上述研究,引入时间参量t,建立了软黏土一维固结蠕变预测公式,并对公式的准确性和适用性进行验证。该公式可对软黏土地基因蠕变产生的长期变形进行预测分析,为实际工程的设计、施工提供理论指导。     

长期往复荷载作用下近海饱和软黏土强度和刚度的弱化特性

长期往复荷载作用下,饱和软黏土强度和刚度的衰减是近海桩基础设计必须考虑的,利用带弯曲元的循环三轴仪对原状饱和软黏土进行了一系列等向固结和非等向固结条件下不排水单调和循环加载三轴试验,并在循环加载过程中通过弯曲元测试土体剪切波速。试验结果表明,在相同的固结条件下,随循环次数的增加和动应力比的提高土体的强度和刚度衰减显著;在相同动应力比作用下较小的有效固结应力和偏压固结减缓了土体刚度的弱化。已有的相对偏应力水平参数不能反映不同固结条件下近海饱和软黏土强度和刚度循环弱化特性,为此引入了动偏应力水平参数,考虑了有效固结应力、固结静偏应力、动偏应力的相互影响,利用动偏应力水平对饱和软黏土的强度和刚度循环弱化特性进行描述。     

饱和软粘土的再固结性状研究

围绕“动静结合排水固结法”课题,通过室内试验研究饱和软粘土在冲击荷载作用下的再固结性状,重点分析排水条件对土体固结和再固结的影响,指出孔隙压力升高与再固结体应变之间的唯一性关系。提出再固结体积压缩系数和再固结压缩指数的概念并给出其确定方法。对冲击荷载作用后软土地基沉降计算方法进行讨论,包括多遍冲击和部分排水条件的情形,并给出试验验证。     

成层软粘土地基粘弹性一维固结半解析解

针对成层粘弹性地基模型 ,建立了求解一维固结问题的半解析方法 ,编制了相应的计算程序。通过在单层情况下与解析解的比较 ,说明半解析方法是非常有效的。此外 ,通过对单级等速加荷情况的计算 ,得到了有关的固结曲线 ,揭示了成层粘弹性地基的固结特性