非饱和土体固结性状的研究

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1、上海大学硕士学位论文非饱和土体固结性状的研究姓名：羌锐申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：秦爱芳20081201j：海大学硕上学位论文摘要本文依据Fredlund非饱和土的一维固结理论，由Fredlund液相及气相的控制方程、Darcy定律及Fick定律，经Laplace变换及Cayley—Hamilton定理构造了顶面状态向量2(0，s)与任意深度处状态向量2(z，s)问的传递关系；通过引入边界条件，得到-]'Laplace变换域内的超孔隙水压力和超孔隙气压力；采用Crump方法编制程序实现Y"Laplace逆转换得到了时间域内的超孔隙水压力和超孔

2、隙气压力半解析解；根据Fredlund及Conte定义的固结度，引用了典型算例，用得到的半解析解结果，分别计算了非饱和土在一维固结状态下的液相平均固结度、气相平均固结度和土体的总固结度。在工程应用方面，这些结果对工程具有参考价值。在以上分析的基础上，本人主要对以下三个方面进行了研究和分析：1．在瞬时均布荷载作用下，对多种边界条件下的非饱和土层一维固结进行了半解析解求解；2．在指数荷载作用下，对多种边界条件下的非饱和土层一维固结进行了半解析解求解；3．在本文各章节中，将部分算例用有限差分法再演算一遍，并将求出的结果和采用本文半解析法得到的结果进行对比，来证明

3、本文各章节的推导过程和结果是正确且可行的。关键词：一维固结；非饱和土；超孔隙水压力：超孔隙气压力；固结度Vj：海大学硕士学位论文ABSTRACTThispaperdealswiththeone—dimensionalconsolidationofunsaturatedsoilsduetoallapplicationofextemalload．TheusedconsolidationtheoryistheconsolidationequationproposedbyFredlund．ByapplyingtheLaplacetransformandCayley

4、—Hamiltontheoremtotheliquidandvaporcontrolequations，Darcy’SlawandFick’Slaw,thetransferfunctionbetweenthestatevectorsx(0，s)attopandX(z，j)atanydepthisconstructed．Byintroducingtheboundaryconditions，theexcessporewaterpressureandexcessporeairpressurearederivedintheLaplacedomain．Byadopt

5、ingtheCrumpandDurbinmethod，theinversionofLaplacetransformisperformed，andthesemi—analyticalsolutionstotheexcessporewaterpressureandexcessporeairpressureareobtainedinthetimedomain．Theaveragedegreesofconsolidation，definedbyFredlundandCome，fortheairphase，waterphaseandsettlementarecalc

6、ulated．Inengineeringapplications，theseresultshavereferencevaluetotheproject．Inthebasisoftheaboveanalysis，Idosomeresearchonthefollowingthreeaspects：1．Intheroleofuniformlydistributedload，thesemi—analyticalsolutionstothenon．saturatedsoilunderone．dimensionalconsolidationaresolvedinava

7、rietyoftheboundaryconditions；2．Intheroleofindexload，thesemi—analyticalsolutionstothenon·-saturatedsoilunderone--dimensionalconsolidationaresolvedinavarietyoftheboundaryconditions；3．Inchaptersofthispaper，someexamplesarecalculatedagainbythefinitedifferencemethod，thenthecalculatedres

8、ultsarecomparedwithresultsofthese