本文關(guān)鍵詞：靜動(dòng)荷載下軟黏土的長期變形特性研究

  更多相關(guān)文章： 軟黏土 靜動(dòng)荷載 蠕變 長期累積變形 Yin-Graham EVP模型

【摘要】：路基軟黏土在服役期內(nèi)除了受到靜荷載作用外,還需承擔(dān)因交通工具行駛引起的低幅值交通循環(huán)動(dòng)荷載作用。為了能準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)及控制其工后沉降特別是長期沉降,就必須深入地研究路基軟黏土在靜荷載下的蠕變變形和動(dòng)荷載下的累積變形產(chǎn)生、發(fā)展的影響因素及其變化規(guī)律。本文在靜荷載作用下軟黏土長期蠕變(次固結(jié))變形特性研究方面,先基于Bjerrum蠕變圖和Yin-Graham EVP模型,利用切線斜率定義方法針對(duì)高速公路超載預(yù)壓工況探討了超固結(jié)軟黏土次固結(jié)系數(shù)的時(shí)間效應(yīng),提出隨時(shí)間增長的次固結(jié)系數(shù)雙曲線理論模型。由于Bjerrum蠕變圖是理想化的模型,本文還實(shí)施了一系列軟黏土長期超載預(yù)壓蠕變?cè)囼?yàn)對(duì)上述模型提出修正,使其更符合路基土體的實(shí)際變形情況。研究結(jié)果表明,超固結(jié)軟黏土的次固結(jié)系數(shù)不僅隨著超固結(jié)比的增大而減小,而且隨著次固結(jié)時(shí)間的增大而增大。在此基礎(chǔ)上,本文根據(jù)修正后的次固結(jié)系數(shù)時(shí)間增長模型提出了一個(gè)考慮次固結(jié)系數(shù)時(shí)間效應(yīng)的超固結(jié)軟黏土工后次固結(jié)沉降計(jì)算公式,并采用簡單的算例對(duì)比本文方法與傳統(tǒng)不考慮時(shí)間效應(yīng)方法之間的計(jì)算結(jié)果差別。從算例的結(jié)果可知,本文方法計(jì)算得到的工后次固結(jié)沉降一般是傳統(tǒng)方法的1.6-5倍,并且兩者之間的差距隨著超固結(jié)比和服役期長度的增大而進(jìn)一步加劇。因此,超固結(jié)軟黏土次固結(jié)系數(shù)的長期時(shí)間效應(yīng)在評(píng)估超載預(yù)壓路基工后沉降時(shí)應(yīng)引起足夠的重視。本文隨后基于英國GDS雙向振動(dòng)三軸試驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)施的一系列長期排水動(dòng)三軸試驗(yàn)?zāi)M了低幅值交通循環(huán)動(dòng)荷載作用下路基軟黏土的長期累積變形,系統(tǒng)地研究了循環(huán)周次、靜動(dòng)偏應(yīng)力、超固結(jié)比和振動(dòng)頻率等因素的影響。研究結(jié)果表明,低幅值交通循環(huán)動(dòng)荷載作用下軟黏土的長期累積變形隨著循環(huán)周次和靜動(dòng)偏應(yīng)力的增大而增大,隨著超固結(jié)比和振動(dòng)頻率的增大而減小。由于靜力蠕變過程和動(dòng)荷載作用下長期累積變形的變形模式之間存在著相似性和可比性,本文采用Yin-Graham對(duì)數(shù)EVP模型的蠕變方程推導(dǎo)得到考慮循環(huán)周次、靜動(dòng)應(yīng)力、超固結(jié)比和振動(dòng)頻率影響的對(duì)數(shù)長期累積應(yīng)變計(jì)算公式。軟黏土蠕變和長期累積變形雖然存在相似的變形模式,但它們?cè)跀?shù)值上仍是有差別的,因此本文決定基于長期排水動(dòng)三軸試驗(yàn)結(jié)果對(duì)上述計(jì)算公式提出修正,并進(jìn)行相關(guān)參數(shù)的擬合。研究結(jié)果表明,本文推導(dǎo)得到的長期累積變形計(jì)算方法與長期排水動(dòng)三軸試驗(yàn)結(jié)果具有較好的擬合度,說明利用靜力蠕變方程模擬軟黏土在低幅值交通循環(huán)動(dòng)荷載作用下的長期累積變形的方法是可行的。
【關(guān)鍵詞】：軟黏土 靜動(dòng)荷載 蠕變 長期累積變形 Yin-Graham EVP模型
【學(xué)位授予單位】：浙江大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：U416.1
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• Abstract7-12
• 主要符號(hào)與說明12-13
• 1 緒論13-29
• 1.1 研究背景13-15
• 1.2 靜荷載下軟黏土的長期蠕變變形特性研究現(xiàn)狀15-22
• 1.2.1 軟黏土蠕變機(jī)理研究15-18
• 1.2.2 軟黏土蠕變計(jì)算研究18-22
• 1.3 動(dòng)荷載下軟黏土的長期累積變形特性研究現(xiàn)狀22-27
• 1.3.1 軟黏土累積變形因素研究22-23
• 1.3.2 軟黏土累積變形計(jì)算研究23-27
• 1.4 本文主要工作27-29
• 2 Yin-Graham一維等效時(shí)間流變模型介紹及應(yīng)用29-38
• 2.1 Bjerrum蠕變圖29-31
• 2.2 Yin-Graham EVP模型的基本方程31-37
• 2.2.1 基本思想及相關(guān)概念31-35
• 2.2.2 模型的基本方程35-37
• 2.3 Yin-Graham EVP模型在本文的應(yīng)用37-38
• 3 靜荷載下軟黏土的長期蠕變變形特性研究38-63
• 3.1 引言38
• 3.2 超固結(jié)軟黏土次固結(jié)系數(shù)的定義方法38-40
• 3.3 超固結(jié)軟黏土次固結(jié)系數(shù)的時(shí)間效應(yīng)40-49
• 3.3.1 土層計(jì)算簡圖與說明41-42
• 3.3.2 Yin-Graham EVP模型42-45
• 3.3.3 次固結(jié)系數(shù)的時(shí)間發(fā)展規(guī)律45-49
• 3.4 超固結(jié)軟黏土工后次固結(jié)沉降的計(jì)算49-50
• 3.5 軟黏土的一維長期超載預(yù)壓蠕變?cè)囼?yàn)50-58
• 3.5.1 GDS先進(jìn)固結(jié)試驗(yàn)系統(tǒng)介紹50-53
• 3.5.2 Yin-Graham EVP模型53
• 3.5.3 試驗(yàn)內(nèi)容的說明與試驗(yàn)步驟53-55
• 3.5.4 試驗(yàn)結(jié)果的描述與分析55-58
• 3.6 次固結(jié)沉降計(jì)算方法的修正及其算例58-62
• 3.6.1 模型參數(shù)的確定58-60
• 3.6.2 計(jì)算方法的修正與算例60-62
• 3.7 本章小結(jié)62-63
• 4 動(dòng)荷載下軟黏土的長期累積變形特性研究63-78
• 4.1 引言63
• 4.2 軟黏土長期排水動(dòng)三軸試驗(yàn)63-68
• 4.2.1 GDS雙向振動(dòng)三軸試驗(yàn)系統(tǒng)介紹63-66
• 4.2.2 土樣的制備與基本性質(zhì)66
• 4.2.3 試驗(yàn)內(nèi)容的說明與試驗(yàn)步驟66-68
• 4.3 軟黏土的長期累積變形規(guī)律68-77
• 4.3.1 循環(huán)周次的影響68-70
• 4.3.2 靜動(dòng)偏應(yīng)力的影響70-73
• 4.3.3 超固結(jié)比的影響73-75
• 4.3.4 振動(dòng)頻率的影響75-77
• 4.4 本章小結(jié)77-78
• 5 動(dòng)荷載下軟黏土長期累積變形的靜力蠕變模擬78-92
• 5.1 引言78
• 5.2 長期塑性累積變形的靜力蠕變模擬78-91
• 5.2.1 蠕變模擬的計(jì)算思路78-83
• 5.2.2 長期排水動(dòng)三軸試驗(yàn)擬合結(jié)果83-90
• 5.2.3 蠕變模擬的塑性累積應(yīng)變模型的進(jìn)一步探討90-91
• 5.3 本章小結(jié)91-92
• 6 結(jié)論與展望92-94
• 6.1 本文結(jié)論92-93
• 6.2 工作展望93-94
• 參考文獻(xiàn)94-100
• 作者簡歷及發(fā)表文章情況100
• 作者簡歷100
• 碩士期間完成的主要學(xué)術(shù)論文100

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