浅谈软土非单调压缩固结试验与理论研究

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1、浙江大学博士学位论文软土非单调压缩固结试验与理论研究姓名：庄迎春申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：谢康和20050101摘要软土非单调压缩同结试验与理论研究摘要在实际岩土工程中，经常会遇到软土地基受非单调增加的荷载作用而发生的非单调压缩固结问题。虽然固结理论经过八十多余年的发展已经取得了长足的进步，但在分析这类问题时还是将加荷、卸荷过程中土体的压缩性参数视为同一常数，与实际情况并不相符。本文通过室内试验和理论分析，对软土的一维非单调压缩固结理论开展了较系统深入的研究。主要工作和研究成果如下：1．研究了GDS先进圃结试验

2、系统的功能和特点，编制了能快速处理实验数据的程序GDSDA，并利用GDS先进固结试验系统对13组萧山饱和软土试样进行了一维压缩和渗透试验，较全面地研究了萧山软土的常规压缩和渗透特性，获得了萧山软土渗透系数k随有效应力P的变化规律，即：logk—logp和P—log。。氏均呈线性关系。2．通过利用GDS先进固结试验系统对3组土样进行加荷．卸荷一再加荷压缩固结和渗透交叉试验以及对9组土样进行循环加载试验，进一步研究了萧山软土的非单调压缩和渗透特性，获得了在加、卸荷状态下的土性参数。试验结果表明：在非单调压缩条件下，萧山软土的口一l

3、ogloP和e-log。。k的线性关系仍成章，但直线的斜率因土体所处加、卸荷状态不同而改变。3．建立了能考虑土体在固结过程中压缩与回弹特性不同的一维非单调压缩条件下的线性固结模型，运用半解析法进行了求解，编制了相应程序，并对循环荷载下单层地基的一维非单调压缩线性固结性状进行了详细分析。结果表明：影响单层地基在循环荷载作用下固结性状的主要因素是循环荷载系数L，d，卢，以及回弹压缩系数与压缩系数的比值以]t2v；考虑土体在固结过程中压缩与回弹特性不同时软土的固结比常规理论更快；比值以／a。越小，固结发展越快。4．基于e—log。。

4、P和e—log，。k线性关系，进一步建立了一维非单调压缩条件下的非线性固结模型，编制了基于半解析法的计算程序，并利用该程序较深入地分析了循环荷载下单层软土地基一维非单调压缩非线性固结性状。结果表明：除循环荷载系数L，口，浙江大学博士学位论文2005年1月卢外，影响单层地基在非单调压缩条件下非线性固结性状的主要因素是土的非线性参数(即压缩指数Cc、渗透指数ck以及回弹指数co)、初始有效应力和峰值荷载等；考虑土体压缩指数和回弹指数不同时软土的固结比不考虑时更快；比值e／C越小，固结发展越快：峰值荷载越大，固结越慢。5，通过利用本

5、文试验实测土性参数和计算程序，对萧山软土的分级压缩试验结果和循环加载试验结果进行对比分析，表明了本文理论能合理有效地解决实际非单调压缩固结的计算问题。本文在GDS先进固结试验系统上首次实现了软土非线性压缩和渗透参数的测定，为研究土体的非线性特性提供了一种有效的新途径：同时，本文首次考虑了土体在非单调压缩过程中压缩性和渗透性随有效应力的非线性变化，并发展了相应的一维固结理论，揭示了各个因素对固结性状的影响，从而迸一步完善了软土她基的固结与变形计算理论。关键词：软土；非单调压缩；一维固结；GDS先进固结试验系统；室内试验；半解析解

6、AbstractEXPERIMENTALANDTHEoRETICALSTUDIESoNNoN．MoNoToNICCOMPRESSIONANDCONSOLIDATIoNoFSoFTSoILABSTRACTInthepracticalprojectofgeotechnicalengineering，thenon·monotonicconsolidationproblemsofsoilareoftenencounteredwhensubsoilissubjectedtoanon··monotonicincreas-ingloadin

7、g．Thoughtheconsolidationtheoryhasbeendevelopedforeightyyearsandmadeagreatachievementinthetheoreticalfield，thecompressibilityofsubsoilisstilljusttakenasaconstantintheprocessofloading，unloadingandreloading，whichisnotconsistentwiththetruthofpracticalengineering．Inthisd

8、issertation，theone—dimensionalconsolidationtheoryinvolvedwithnon-monotoniccompressionisstudiedsystemicallythroughlaboratorytestingandtheor