【摘要】：天然軟土具有成層性、結(jié)構(gòu)性、高壓縮性、流變性等特點(diǎn),其廣泛分布于我國(guó)沿海、沿江地區(qū)。然而隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,在這些地區(qū)進(jìn)行大型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)時(shí),將要面臨地基沉降等問(wèn)題的挑戰(zhàn)。因此結(jié)合軟土的工程特點(diǎn),建立更加適合的模型,展開(kāi)更系統(tǒng)深入的固結(jié)理論研究顯得十分必要。目前的固結(jié)理論還沒(méi)有能全面考慮土體自身的成層性、結(jié)構(gòu)性、流變性、以及軟土層在固結(jié)過(guò)程中幾何非線性、材料非線性、壓縮和滲流非線性變化等特點(diǎn)。因此進(jìn)行成層結(jié)構(gòu)性軟土的非線性大、小應(yīng)變流變固結(jié)理論研究具有重要的理論和實(shí)際意義。本文主要采用解析和半解析的方法,從成層軟土地基固結(jié)理論研究出發(fā),逐步進(jìn)行單層和成層結(jié)構(gòu)性軟土小應(yīng)變和大應(yīng)變固結(jié)理論、成層結(jié)構(gòu)性軟土小應(yīng)變和大應(yīng)變流變理論的研究,深入分析了結(jié)構(gòu)性軟土固結(jié)的性狀及相關(guān)土體參數(shù)的影響。主要工作和創(chuàng)新成果如下:(1)采用分離變量法、矩陣遞推法、Duhamel積分法先后推導(dǎo)瞬時(shí)荷載和任意荷載下成層軟土的一維非線性固結(jié)解析解,潛水層和承壓水層抽水導(dǎo)致水位隨時(shí)間下降時(shí)成層軟土固結(jié)解析解,并深入分析了兩種排水條件下,成層軟土地基各土層壓縮性、滲透性、厚度以及外荷載等因素對(duì)固結(jié)性狀的影響。(2)根據(jù)以往的實(shí)驗(yàn)研究,建立了能考慮土體結(jié)構(gòu)性的非線性壓縮模型、滲透模型、結(jié)構(gòu)屈服應(yīng)力計(jì)算模型,并基于該模型,詳細(xì)分析了單層結(jié)構(gòu)性軟土地基在單面排水和雙面排水兩種情況下土體的固結(jié)過(guò)程,采用半解析的方法進(jìn)行了求解,通過(guò)與已有的解答進(jìn)行對(duì)比,驗(yàn)證求解結(jié)果的正確性。在此基礎(chǔ)上對(duì)成層結(jié)構(gòu)性軟土地基非線性固結(jié)問(wèn)題進(jìn)行了研究。探討了外荷載、土體參數(shù)非線性變化、不同壓縮模型、結(jié)構(gòu)性等因素對(duì)土體的固結(jié)度、沉降以及超靜孔壓分布的影響。(3)綜合考慮土體的沉積作用、結(jié)構(gòu)性、成層性、土體在固結(jié)過(guò)程中的幾何非線性和材料非線性變化、建立結(jié)構(gòu)性軟土一維非線性大應(yīng)變固結(jié)模型,在此基礎(chǔ)上采用半解析法分別對(duì)單層和成層地基的非線性大應(yīng)變固結(jié)問(wèn)題進(jìn)行了求解,并進(jìn)行了驗(yàn)證,進(jìn)而與小應(yīng)變固結(jié)理論和不考慮土體結(jié)構(gòu)性的大應(yīng)變固結(jié)理論進(jìn)行了對(duì)比,結(jié)果發(fā)現(xiàn):荷載相同時(shí),結(jié)構(gòu)性軟土小應(yīng)變固結(jié)理論計(jì)算得到的固結(jié)度大于大應(yīng)變理論的計(jì)算值,而小應(yīng)變理論計(jì)算得到的沉降值小于大應(yīng)變理論的計(jì)算值,不考慮結(jié)構(gòu)性計(jì)算得到的沉降顯著大于考慮結(jié)構(gòu)性的計(jì)算結(jié)果。(4)基于YinGraham平行等效時(shí)間線模型,建立了考慮土體結(jié)構(gòu)性的軟土平行等效時(shí)間線流變模型,并對(duì)成層地基一維流變固結(jié)問(wèn)題進(jìn)行研究。然后根據(jù)次固結(jié)系數(shù)隨應(yīng)力水平變化的規(guī)律,對(duì)平行等效時(shí)間線模型進(jìn)行了改進(jìn),建立了非平行等效時(shí)間線模型,并將其引入一維非線性固結(jié)問(wèn)題中進(jìn)行解答。最后建立了結(jié)構(gòu)性軟土的非平行等效時(shí)間線模型,采用半解析的方法對(duì)成層地基一維流變固結(jié)問(wèn)題進(jìn)行求解,并探討了土體流變性對(duì)固結(jié)性狀影響的規(guī)律。(5)全面考慮土體的成層性、結(jié)構(gòu)性、流變性、沉積作用、固結(jié)過(guò)程中幾何非線性、材料非線性、壓縮和滲流非線性以及變荷載等,分別基于結(jié)構(gòu)性軟土平行和非平行等效時(shí)間線模型對(duì)成層結(jié)構(gòu)性軟土非線性大應(yīng)變流變固結(jié)問(wèn)題進(jìn)行了求解,探討了影響固結(jié)性狀的諸多因素,并與其它理論進(jìn)行了對(duì)比分析。
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TU447
【圖文】：

土片之間的小孔隙，Ｂ類孔隙為黏土團(tuán)粒之間的孔隙，Ｃ類孔隙為黏土片通過(guò)邊－邊接觸逡逑和邊－面接觸組成的孔隙，Ｄ類孔隙為黏土團(tuán)粒通過(guò)邊－邊接觸和邊－面接觸組成的孔隙，逡逑如圖１．１所示。逡逑邐邐外部孔隙逡逑邊－面接觸邐－Ｖ邐．逡逑邊－邊接觸邐’’邋黏土片逡逑岕＝＾１％：邋＝逡逑Ｂ類孔隙邐邐面－面接觸逡逑圖１．１軟黏土微觀結(jié)構(gòu)及孔隙概念圖逡逑（３）結(jié)構(gòu)性土與超固結(jié)土的區(qū)別逡逑由于結(jié)構(gòu)性土的壓縮曲線與超固結(jié)土較為相似，其表現(xiàn)出擬超固結(jié)或表觀超固結(jié)的逡逑特性，在工程實(shí)踐中兩者經(jīng)常被混淆為同一概念，甚至有學(xué)者仍用ＯＣＲ來(lái)表示結(jié)構(gòu)屈逡逑服應(yīng)力與初始有效應(yīng)力的比值，這顯然是不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)�。由前文可知，從成因上看，兩者就逡逑有顯著的區(qū)別，超固結(jié)土主要與土體應(yīng)力歷史有關(guān)，即歷史上曾受過(guò)大于目前上覆土重逡逑的先期固結(jié)壓力，其形成與卸載、侵蝕等相關(guān)。而結(jié)構(gòu)性土仍為正常固結(jié)土，即先期固逡逑結(jié)壓力與目前上覆土重相等，導(dǎo)致其表現(xiàn)出擬超固結(jié)現(xiàn)象的原因主要是土顆粒的化學(xué)膠逡逑結(jié)作用。兩者在同一應(yīng)力水平下，由于超固結(jié)土已經(jīng)經(jīng)歷過(guò)較大荷載的作用，土體成壓逡逑密狀態(tài)

存在明顯的結(jié)構(gòu)屈服應(yīng)力點(diǎn)，當(dāng)有效應(yīng)力小于結(jié)構(gòu)屈服應(yīng)力時(shí)，壓縮性較小，當(dāng)有效應(yīng)逡逑力大于結(jié)構(gòu)屈服應(yīng)力時(shí)，壓縮性顯著增大，并逐漸與重塑土的壓縮曲線平行，典型的結(jié)逡逑構(gòu)性軟土壓縮曲線如圖１．２所示。逡逑Ｉ＾Ｃ逡逑ｅ0邐Ｖ邐？邋ｚｏｎｅ－１邋ｆ逡逑Ｎｖ邐＼邋＾Ｕｎｄｉｓｔｕｒｂｅｄ逡逑Ｘ邋＼邋ｓ，ａ，ｅ逡逑0邐Ｒｅｍｏｕｌｄｅｄ邋＼邐＼0逡逑３邋Ｘ逡逑Ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ邋ｐｒｅｓｓｕｒｅ，邋（ｌｏｇ邋ｓｃａｌｅ）逡逑圖１．２典型的結(jié)構(gòu)性軟土壓縮曲線（Ｎａｇａｒａｊ邋ｅｔ邋ａｌ．，邋１９９０）逡逑通過(guò)對(duì)溫州結(jié)構(gòu)性原狀土和重塑土進(jìn)行不同加壓率下的固結(jié)試驗(yàn)，王立忠等（２００２，逡逑２００４）發(fā)現(xiàn)結(jié)構(gòu)性原狀土室內(nèi)ｅ－ｌｇｐ壓縮曲線為前緩后陡形，由于土體結(jié)構(gòu)性強(qiáng)弱的不逡逑同，當(dāng)應(yīng)力超過(guò)結(jié)構(gòu)屈服應(yīng)力后，結(jié)構(gòu)性弱的土體表現(xiàn)出一段壓縮曲線，而結(jié)構(gòu)性強(qiáng)的逡逑土體表現(xiàn)出兩段壓縮曲線。據(jù)此并結(jié)合世界各地的土樣壓縮曲線，提出了新的原位壓縮逡逑曲線確定方法。逡逑Ｃｈａｉ邋ｅｔａｌ．邋（２００４）等通過(guò)試驗(yàn)以及與前人的研究對(duì)比

２．２．１瞬時(shí)荷載作用成層軟土一維非線性固結(jié)解析解逡逑（１）問(wèn)題描述逡逑如圖２．１所示，飽和軟土層厚度為土層數(shù)為》。第／層土的厚度、底面距離地表逡逑１５逡逑

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊立夫;劉得潭;王超;柳志航;;成層土垂直向和水平向滲透系數(shù)比較[J];科技致富向?qū)?2015年09期

2 游佳;;淺析教育成層對(duì)學(xué)校教育的反作用[J];科教導(dǎo)刊(上旬刊);2014年08期

3 李敏;論教育成層的功能及其實(shí)現(xiàn)途徑[J];當(dāng)代教育科學(xué);2003年13期

4 謝定義;巫志輝;郭耀堂;;關(guān)于成層地基中可液化土層液化勢(shì)問(wèn)題的初步研究[J];西安理工大學(xué)學(xué)報(bào);1987年02期

5 周錫y=,伍志國(guó);成層土體與結(jié)構(gòu)組合體系的動(dòng)力數(shù)值模型[J];巖土工程學(xué)報(bào);1989年01期

6 陳龍珠,吳世明,魏玉倫;用機(jī)械阻抗法求成層地基的固有頻率[J];巖土工程學(xué)報(bào);1989年02期

7 王林生;;用柔度矩陣遞推法計(jì)算橫觀各向同性成層地基[J];河海大學(xué)學(xué)報(bào);1989年02期

8 劉雨;;基于教育成層理論的大學(xué)生就業(yè)分析[J];林區(qū)教學(xué);2018年05期

9 章守宇,楊紅;三層成層水域內(nèi)波的研究[J];上海水產(chǎn)大學(xué)學(xué)報(bào);1999年03期

10 墨菲;秉仁;;成層理論和研究的一些晚近趨向[J];現(xiàn)代外國(guó)哲學(xué)社會(huì)科學(xué)文摘;1965年05期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 劉玲娜;姚吉海;李強(qiáng);;成層土滲透性對(duì)樁豎向振動(dòng)特性的影響研究[A];防振減災(zāi)工程理論與實(shí)踐新進(jìn)展（紀(jì)念汶川地震一周年）——第四屆全國(guó)防震減災(zāi)工程學(xué)術(shù)研討會(huì)會(huì)議論文集[C];2009年

2 梁冠軍;鐘才根;;變荷載下成層地基一維固結(jié)計(jì)算[A];2014全國(guó)工程勘察學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];2014年

3 干鋼;陳新法;吳世明;;成層地基中樁頂導(dǎo)納曲線的特性研究[A];第六屆全國(guó)結(jié)構(gòu)工程學(xué)術(shù)會(huì)議論文集（第三卷）[C];1997年

4 竺明星;龔維明;何小元;;成層地基土中水平受荷樁樁身響應(yīng)的矩陣傳遞解[A];中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)第十二屆全國(guó)土力學(xué)及巖土工程學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2015年

5 崔建文;王錫財(cái);;成層地基的瞬態(tài)地面運(yùn)動(dòng)[A];面向國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的巖石力學(xué)與巖石工程——中國(guó)巖石力學(xué)與工程學(xué)會(huì)第五次學(xué)術(shù)大會(huì)論文集[C];1998年

6 任新見(jiàn);張慶明;劉瑞朝;;成層式結(jié)構(gòu)泡沫空心球分配層抗爆性能實(shí)驗(yàn)研究[A];第3屆全國(guó)工程安全與防護(hù)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2012年

7 許進(jìn)軍;王佳萍;;成層土中缺陷基樁的動(dòng)力測(cè)試及定量分析[A];第十一屆、第十二屆和第十三屆全國(guó)振動(dòng)與噪聲高技術(shù)及應(yīng)用會(huì)議論文集[C];1999年

8 蔣鎮(zhèn)華;龔曉南;曾國(guó)熙;;成層非線性彈性土中單樁分析[A];中國(guó)土木工程學(xué)會(huì)土力學(xué)及基礎(chǔ)工程學(xué)會(huì)地基處理學(xué)術(shù)委員會(huì)第四屆地基處理學(xué)術(shù)討論會(huì)論文集[C];1995年

9 李陽(yáng);朱洪昌;徐金明;黃大勇;;成層土中樁土相互作用的顆粒流模擬[A];2015年全國(guó)工程地質(zhì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2015年

10 富錫良;沈仁之;王敏華;;瞬態(tài)瑞雷波法在上海地區(qū)成層加固地基檢測(cè)中的應(yīng)用[A];上海市巖土工程檢測(cè)中心論文集（1995—2005）[C];1995年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前2條

1 劉漢琴;多姿的發(fā)式 奇特的寓意[N];中國(guó)民族報(bào);2004年

2 本報(bào)評(píng)論員;把“創(chuàng)建”措施落到實(shí)處干出實(shí)效[N];自貢日?qǐng)?bào);2016年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前6條

1 夏長(zhǎng)青;成層結(jié)構(gòu)性軟土非線性大應(yīng)變流變固結(jié)理論研究[D];浙江大學(xué);2018年

2 盧華喜;成層地基—樁基—上部結(jié)構(gòu)動(dòng)力相互作用理論分析與試驗(yàn)研究[D];湖南大學(xué);2006年

3 溫介邦;考慮應(yīng)力歷史影響的成層地基一維固結(jié)理論研究[D];浙江大學(xué);2007年

4 劉維;飽和成層土中盾構(gòu)掘進(jìn)面穩(wěn)定理論性研究[D];浙江大學(xué);2013年

5 藍(lán)柳和;成層軟粘土地基非線性流變固結(jié)性狀研究[D];浙江大學(xué);2002年

6 王騰;成層土中樁縱向振動(dòng)理論及其在PIT中的應(yīng)用[D];浙江大學(xué);2001年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 許X;基于PIV技術(shù)的水平受荷樁周成層土體位移場(chǎng)研究[D];廣東工業(yè)大學(xué);2018年

2 武聰伶;基于非摻雜式電荷生成層的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以及疊層OLED的制備研究[D];太原理工大學(xué);2015年

3 吳標(biāo);超載作用下含砂礫石成層邊坡破壞機(jī)理及穩(wěn)定性的研究[D];湖南科技大學(xué);2016年

4 王朋;結(jié)構(gòu)—樁—水平成層地基系統(tǒng)動(dòng)力相互作用分析方法研究[D];大連理工大學(xué);2016年

5 牛劍平;成層土中基樁完整性的量化分析[D];河北工業(yè)大學(xué);2004年

6 楊廣;三維水平成層地下介質(zhì)有限元網(wǎng)格劃分研究[D];湖南大學(xué);2013年

7 王旭;單一地裂縫成層地層水平地震響應(yīng)分析解析解研究[D];長(zhǎng)安大學(xué);2015年

8 祝波恩;變荷載下成層飽和地基二維Biot固結(jié)研究[D];浙江大學(xué);2003年

9 孫偉豐;成層地基中地下結(jié)構(gòu)振動(dòng)臺(tái)試驗(yàn)及數(shù)值模擬[D];中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所;2013年

10 趙彬;成層土中基樁動(dòng)態(tài)特性研究[D];長(zhǎng)沙理工大學(xué);2011年

本文編號(hào)：2799682