空间描述的三维有限变形固结理论

本文从连续介质力学的基本理论出发，用欧拉描述方法，建立了空间构形下饱和土体三维有限变形的固结微分方程及其增量表达式。这组方程在形式上与Biot固结方程很相似，小变形条件时亦可直接 经为Biot固结方程。     

一维大变形固结的空间描述和物质描述

本文分别用空间描述和物质描述方式，分析了饱和软土的一维大变形固结行为，推出了线弹性假定前提下基于空间构形和物质构形的一维大变形固结微分方程。这组方程在小变形条件下，可直接退化为太沙基一维固结方程。     

一维固结变形理论参数的试验分析

通过对原状土样及重塑土样的一维固结及渗透试验分析,对一维固结变形理论中的有关试验参数进了系统试验分析。探索了土体侧压力系数在固结过程中的变化规律,发现对正常固结土存在一临界固结压力,当固结压力大于该值时,土体的变形以次固结变形为主;通过对渗透系数的变化进行分析,表明土体结构对渗透系数有较大影响,且提出了渗透系数的计算公式;同时利用割线模量法给出了地基沉降的计算公式。在此基础上,对固结系数的算法进行了有益的尝试,并将之与传统方法进行对比,提出了一种固结沉降计算新方法。最后,通过工程实例,验证了研究成果的可靠性。     

高路堤荷载下压实黄土的次固结变形研究

针对黄土地区高路堤由次固结变形引起过大的工后沉降的问题,通过一系列的一维固结试验,研究了压实黄土的次固结特性,分析了固结压力、固结时间和超载比对次固结的影响,以及不同加载时间间隔情况下对次固结变形量的影响.结果表明:当处于正常固结状态时,随着固结压力的增大,压实黄土的次固结系数逐渐减小并趋于稳定;超载预压处理在一定压力范围内不但可以大大减小压实黄土的次固结速率,还使得次固结发生的时间推迟.而当压力超过预固结压力值后,这种处理效应便会消失;次固结系数与压缩指数具有很好的相关性.此外,在主固结完成后次固结才产生的假定下,结合试验结果提出了适合黄土地区高路堤由次固结变形引起的工后沉降的计算方法,并结合实体工程对其适用性加以验证.     

基于ADINA的路堤软土地基沉降非线性有限元分析

该文采用比奥(Biot)固结理论研究软土地基的固结变形,推导了有关公式,运用非线性有限元软件ADINA对某高速公路软土地基试验段的软土固结变形进行了计算模拟,计算结果与实测结果吻合较好,表明此方法可行。     

逐级改变计算参数下道路软土地基变形与稳定性研究

为使软基在分级加载排水固结过程中变形与稳定性的计算方法更加接近于工程实际，采用压缩固结与剪切试验的方法，得到抗剪强度指标及压缩模量随固结压力、固结度的变化规律；依据分级加载固结度理论，采用逐级改变计算参数的方法，得到相对于满载各加载阶段的固结度；建立起逐级改变计算参数的有限元模型，预测软土地基的变形与稳定性。研究结果表明：采用逐级改变计算参数模型所得到的变形量与实测结果更接近，在预压末期沉降偏差不超过3.0 cm;随填土高度的增加，安全系数先减小后增大，潜在滑裂面呈现收缩趋势。研究成果可为开展这方面的研究工作和软基设计提供依据。     

膨胀土一维固结

考虑了膨胀土三相组成的非饱和性,借助于室内单轴膨胀土浸水变形试验规律,建立了以孔隙混合流体孔压消散的膨胀土一维固结理论.通过实例,论证了所建立的固结理论能定量地描述膨胀土固结这一自然界的客观过程,同时可以求解膨胀土渗流等特殊问题.     

天津地区海相软土的固结特性分析

对天津附近软土,进行了高压固结和一般固结试验,探讨了原状和重塑软土的主次固结变形特性,研究了软土的固结系数,固结压力、孔隙比、压缩指数分别对次固结系数的影响关系.结果表明:根据软土在固结过程中的沉降量与时间关系曲线可确定主次固结界限.在同一固结压力下,原状土的主次固结系数均要大于重塑土.每级加载持续时间长的一般固结试验得到的次固结系数值要小于时间短的高压固结得到的Cα值.次固结系数与孔隙比呈反向关系,孔隙比e与次固结系数Cα满足四次多项式关系.在高压固结试验中,压缩指数与次固结系数大体满足线性关系,原状软土Cα与压缩指数Cc的比值近似为0.019 4, 重塑软土Cα与Cα的比值近似为0.0210.     

砂井地基固结参数反分析研究

以Biot固结理论为基础,根据砂井地基的平面应变等效方法,结合优化方法,建立了考虑加载过程的软土地基参数反分析方法及地基变形预测方法,得到了适用于软土地基固结的正反分析程序,并将该方法用于工程实例进行分析、验证,得到了较为满意的分析结果。     

不同深度沼泽湿地软粘土压缩固结特性

正确评价软粘土的变形特征,准确计算软粘土地基的沉降量及沉降过程,主要取决于变形指标.变形指标的实测结果受取样深度、固结压力及固结时间等因素影响.因此,采用单向固结试验,设计多级荷载,增加每级荷载的加压时间,对不同深度沼泽湿地软粘土进行压缩固结特性的研究.根据试验研究成果:系统地总结了不同深度沼泽湿地软粘土变形量、孔隙比...     

桩撑支护软土深基坑大变形固结有限元分析

结合广州某桩撑深基坑支护工程,运用ABAQUS有限元软件,对基坑进行考虑渗流作用的大变形固结研究,分析了基坑开挖过程中,支护桩桩身和坑后土体的水平位移、坑底隆起量、周边地表沉降量、支撑轴力及支护桩弯矩等的变化规律.结果表明:大变形固结有限元分析得到的桩身水平位移等变形值与实测结果吻合较好,由于考虑了渗流作用模拟值略大于实测值;大、小变形分析得到的支护桩桩身弯矩结果比较接近,二者相差0.1 %左右;支撑轴力的大变形模拟结果与实测结果相差不大,轴力的变化规律和开挖过程相吻合.大变形固结分析,能很好地模拟基坑开挖过程中土体和支护结构的真实性状.     

动力固结软土地基处理路基变形测量计算研究

结合动力固结地基处理工程实践,对路基变形进行了测量分析,路基土体各分层沉降开始时增加很快,后来慢慢变缓,并沿深度递减,最大沉降量达到675 mm,在4~6 m深处淤泥土层土体水平位移大。在地基沉降计算时,提出一种动力固结路基沉降计算新方法,总沉降量计算值为651.83 mm,实测值为675 mm,两者比较相近,说明该沉降计算方法可行。     

不同固结度尾矿砂应力应变分析

尾矿坝增高填筑的过程也是下部坝体逐渐排水固结的过程,为了研究固结度对尾矿砂应力应变的影响,并为尾矿坝安全管理和稳定性评价提供理论依据,分别对尾矿砂在不同围压(100kPa、200kPa、300kPa、400kPa)下进行了不同固结度(25%、50%、75%、100%)的固结不排水三轴试验。试验结果表明,围压越大试样强度越大,ε₁越大,应力出现峰值后,试样仍然能承受很大的应力;发生相同的变形量,固结度高时所对应的轴向应力大,同时变形速率也在增大,而固结度低时所对应的轴向应力则小;σ₃较大时尾矿砂的固结度对轴向应力影响较大,反应更加明显。     

公路软基次固结及其工程意义探讨

从排水问题入手,在对次固结的定义、变形机理以及次固结的影响因素进行了探讨的基础上,结合次固结的工程意义,对主、次固结的区分以及室内次固结系数应用于实际工程的适用性等问题进行了论述,有助于对次固结问题及公路软基工后沉降问题的进一步认识。     

饱和软基沉降的有限元研究

软粘土孔隙比大、渗透率低、压缩性和含水量高,这种特性决定了他的变形沉降受到包括应力历史、应力路径、固结压力、软土特性等诸多因素的影响。应用有限元数值方法,研究了软粘土地基在填土过程中的沉降以及超静孔隙水压力的消散的动态过程。     

排水固结法处理软土地基的应用研究

软土地基处理的方法有多种，对于以土石为结构主体的公路，机场等建筑结构物，采用排水固结法处理软土地基是经济有效的方法之一，本文通过理论分析结合工程应用研究，探讨通过超载预压作用，控制次固结压缩带来的工后残余沉降，以确保建筑物在使用年限内的安全稳定。     

盾构隧道开挖引起地表固结沉降的数值模拟

ANSYS12.0中的Cpt215单元在Solid45单元的基础上,加入了节点水压自由度,使得土体渗透问题可以脱离传统的热量传递问题直接进行数值模拟。Biot从连续介质的基本方程出发,推导出了能准确反映孔隙水压力消散与土体骨架变形相互关系的三维固结方程。基于Biot三维固结理论,利用ANSYS12.0的CPT215单元,对盾构隧道开挖引起的超孔隙水压力的消散过程进行数值模拟,并研究由于超孔隙水压力消散引起的地表固结沉降。基于上海地铁2号线的开挖,将数值模拟的结果与实际监测到的规律进行比较(包括超孔隙水压力的消散过程和地表固结沉降历程),对超孔隙水压力区域数值、消散过程、地表固结沉降历程等进行分析。     

行车荷载对软土路基沉降的影响机理分析

工程实践和理论研究表明,高速公路软基的工后沉降主要来自于路面施工后的瞬时沉降、未完成的主固结沉降和次固结沉降。根据软基处理工程中固结变形特性,对软土地基沉降量与荷载的关系进行详细探讨,给出高速公路工前和工后荷载对软基沉降的计算式,并着重分析软基沉降预估计算误差产生的原因,得出工后主固结沉降阶段的行车荷载对沉降影响较大的结论。     

双层散体材料桩复合地基固结普遍解析解

发展了散体材料桩复合地基固结解析理论，既考虑了桩体刚度和渗透性，又考虑了地基的成层性和涂抹作用，根据所得到的解析解，通过计算和绘图，分析了双层散体材料桩复合地基的固结基本性状。研究表明，桩体渗透性，桩体刚度，桩径比，长径比和排水条件对地基的固结速率有较大影响，分别按孔压和沉降定义的平均固结度有一定程度的差别；沿用竖井固结理论进行计算得到的总平均固结度较本文理论的计算结果偏小。     

高速公路软基固结度分析及应用

在原有固结度计算理论基础上，对广珠西线高速公路试验段实测资料进行分析，提出一种可计算超载或欠载路段在设计荷载下的固结度，为加载设计和卸载时机判断提供依据，理论计算与实测结果符合程度较好。