基于指数形式渗流定律软土一维非线性固结分析

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1、基于指数形式渗流定律软土一维非线性固结分析AnalysisofOne--dimensionalNon·-linearConsolidationofSoftSoilwithExponentialFlowLaw指导教师：姓2014年6月独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已注明引用的内容以外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果，也不包含为获得江苏大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承

2、担。学位论文作者签名：羞9莽手2口／手年b月，弓日学位论文版权使用授权书江苏大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、中国学术期刊(光盘版)电子杂志社有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致，允许论文被查阅和借阅，同时授权中国科学技术信息研究所将本论文编入《中国学位论文全文数据库》并向社会提供查询，授权中国学术期刊(光盘版)电子杂志社将本论文编入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》并向社会提供查询。论文的公布(包括刊登)授权江苏大学研究生院办理。Ⅱ本学位论文属于不保密口。学位论文作者签

3、名：殇豪字句呼年6月／弓日指导教师笺名：而习砌毋如t够年白R{5歧江苏大学硕士学位论文摘要室内固结渗透联合试验结果表明软土中的渗流与指数形式渗流定律吻合得最好，本文将指数形式渗流定律引入到多层地基一维非线性崮结研究中，并且探讨了指数渗流下软土一维非线性固结性状，最后对综合考虑应力历史影响和指数渗流的饱和软土一维非线性固结作了详细系统地研究。主要研究内容包括以下几个方面：(1)针对天然地基的成层分布特性，建立了瞬时荷载下基于指数形式渗流定律考虑土体初始有效应力均匀分布双层软土地基一维非线性固结控制方程，并运用有限差分法求解此固结方程，通过将差分解的计算结果与解析解计算结果对

4、比以验证此差分解的正确性，最后在此基础上分析J，渗流指数、外荷载、土体的相对厚度、初始有效应力的等效水头与土层厚度的比值、压缩指数与渗透指数比值对指双层软土地基一维非线性固结性状的影响。(2)考虑工程实际中的变荷载及初始有效应力沿地基深度线性分布的特性，对变荷载作用下基于指数形式渗流定律考虑土体初始有效应力线性分布双层软土地基一维非线性固结展开详细地研究，并利用有限差分法求其数值解，通过与解析解的计算结果进行对比以验证差分解程序的正确性，最后着重分析了变荷载加载速率、土体的厚度、渗透指数、压缩指数以及自重应力的分布形式对变荷载下双层软土地基一维非线性固结性状的影响。(3)

5、将变荷载作用下基于指数形式渗流定律考虑土体初始有效应力线性分布一维非线性固结分析扩展到成层软土地基中，给出其固结控制微分方程及其差分解，并与达西渗流定律下成层地基一维非线性固结分析的半解析解计算结果作对比以验证差分解程序的可靠性。最后结合某四层地基土体的具体实例对指数形式渗流定律下成层地基一维非线性固结作简要的分析，给出其两种不同的平均固结度随时间冈子、土体地基沉降随固结时间以及不同固结时间的孔压随地基深度变化曲线图。H)将指数形式渗流定律和应力历史引入到饱和土体一维非线性固结分析中，建立了变荷载作用下基于指数渗流定律软土地基弹；非线性固结控制微分方程，并获得了该问题的数

6、值解，最后详细地分析了应力历史、外荷载大小、先期固结压力以及回弹指数与压缩指数的比值对固结性状的影响。关键词：变荷载；指数形式渗流定律；应力历史；成层地基；非线性固结；有限差分法基于指数形式渗流定律软土一维非线性固结分析Ⅱ江苏大学硕士学位论文AjEISTRACTConsolidationandpermeabilitytestshowsthatthewaterflowinsoftsoilisconsistentwithexponentialflow．Theexponentialflowlawwillbeintroduceintoanalysisofone—dimension

7、alnonlinearconsolidationoflayeredsoilinthispaper,andone-dimensionalnonlinearconsolidationbehaviourofsoftsoilwithexponentialflowlawisanalyzedindetail．Finally,studyonone-dimensionalnonlinearconsolidationofsaturatesoftsoilconsideringexponentialflowlawandtheeffectofstre