基于biot粘弹性固结问题的解析解理论研究

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1、同济大学硕士学位论文Biot粘弹性固结问题的解析解理论研究姓名：陈然申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：杨敏2003.3.2申请同济大学硕士学位论文Blot粘弹性固结问题的解析解理论研究摘要本文根据已有的线弹性解答，按照琶垦竖拯i趔氆塑il筮主的Biot毡登丝墅堕里笙进行了研究。首先对软粘土的流变性质、粘弹性本构模型及李氏比拟法Biot多维粘弹性固结问题求解中的应用作了简单介绍；随后以有天文献的弹性解为基础，运用李氏比拟法推导了集中线荷载和集中点荷载作用F各向同性地基的Biot多维固结问题一般意义上解的非闭合形式，并对广义Voigt模型的特例Mechant模型与Sc

2、hiffman模型求出了其闭合解，主要包括双面排水和半无限地基两种排水情况：另外还简单给出了荷重随时间变化时各向同性土体粘弹性固结问题的解析解：然历对推导得到的解析解进行模型的退化验证，并针对单面排水情况，集中矩形线荷载作川F的Blot二维问题的Mechant模型，对粘弹性解析解进行数值计算，对结果进行分析，ABSTRACTOnthebasisofexistedlinearelasticsolution，usingLeecomparemethod，thispaperderivesthemulti．dimensionvisco-elasticsolutionfofsatur

3、atedsoftsollconsolidationproblem．Atfirstbrieflyintroducingthecreeppropertyofsoftsoil，visco-elasticrelationbetweenstressandstrian．aswellastheapplicationofLeecomparemethodinsolvingmulti-dimensionvisco-elasticBiotconsolidationproblem．AtsecondonthebasisofelasticsolutionindocumentNo．20，thepape

4、rderivesthesolutionforBiotviscoelasticconsolidationproblembyLeecomparemethod，mainlyfortheproblemofsinglesurfacedrainagewithinsotropicsoil，particularlyderivingthesolutionforVoigtmodel．AtlaststudyingtheparameterdeterminingmethodforVoigtmodel．includingthemethodsofGibson＆LoandZhanWeibing．TheZ

5、haoWeibingmethodisvalidanduseful．申请同济大学硕士学位论文Blot粘弹性固结问题的解析解理论研究一、问题的提出绪论近十多年来，随着国民经济的日益发展，工程建设的的深度和广度也在不断地扩展，公路工程、铁路工程、港口工程、地铁与城市轨道交通工程、能源工程等已在一定程度上成为经济发展中亟待解决的热点问题，这一点在东部沿海地区表现的尤为明显。众所周知东部沿海地区地层多为河相、海相、泻湖相沉积的淤泥、淤泥质粘土、淤泥质粉质粘土及淤泥夹砂层等，具有高含水量、大孔隙、低密度、高压缩性、低透水性、中等灵敏度等特点，而且还具有一定程度的结构性，因地质条件复杂

6、，因而出现的问题也比较多，尤其是如何控制软基沉降长期困扰着工程界。对软土地基而言，其变形的一个最为显著的特点就是变形量大且变形历时长，加之软土特性的复杂性使得其沉降的计算预测显得极为困难，而这些都与土的流变性密切相关，本课题即是在这样一个背景下提出的，旨在对软土的固结流变特性进行探讨，主要是在饱和软粘土粘弹性固结沉降计算方面作些理论研究，以期在：【程实践中进行应用。二、软土固结沉降理论的研究现状自Terzaghi提出有效应力原理以来，人们认识到土的变形与有效应力密切相关，因而土体在总应力作用F孔隙水压力逐渐消散，有效应力逐渐增长，土体变形强度逐渐增加的过程即关于土的固结的

7、研究一直受到人们的重视。文献⋯所概括的土的固结理论主要包括以下几个方面：(1)、土体有关T程特性的研究；(2)、反映土体工程特性的物理力学模型研究：(3)、建立土体崮结计算模型并进行土体固结过程的定量分析，即建立固结微分方程，确定边界条件、初始条件，最后应用解析法或数值法求得问题的解；(4)、利用已有工程的实测资料对计算结果进行分析、验证，完善计算理论及计算模型；(5)、预测在建或待建工程中可能发生的与土体固结有关的问题并提出解决问题的方法。关于此，Terzaghi(1925)最早提出一维固结理论“’，Rendulic(193