基于非饱和土粘弹性地基一维固结研究

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1、上海大学硕士学位论文非饱和土粘弹性地基一维固结研究姓名：罗坤申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：秦爱芳20090201上海大学硕士学位论文·-摘要本文对瞬时均布加荷与加荷随时间指数变化两种荷载情况，依据Fredlund非饱和土的一维固结理论，针对常用的粘弹性地基模型，采用李氏比拟法，求解了非饱和土粘弹性地基一维固结的半解析解。采用的方法主要有李氏比拟法、Cayley—Hamilton数学方法及Laplace变换和逆交换。本文的主要内容如下：根据李氏比拟法，引入柔度系数的Laplace变换式V(s)代替基于Fredlund非饱和土的一维固结理论得到的弹性模型中的常数1／E。并且

2、直接对基于Fredlund非饱和土的一维固结理论的连续方程及本构方程进行Laplace变换，得到控制方程；采用Cayley．Hamilton数学方法构造顶面状态向量以0，D与任意深度处状态向量牙(乙J)间的传递关系：通过引入初始条件及边界条件，得到了Laplace变换域内的超孔隙水压力，超孔隙气压力以及土层沉降的解；通过Crump方法实现Laplace逆变换，得到时间域内的超孔隙水压力，超孔隙气压力及土层沉降的半解析解；通过算例探讨瞬时均布加荷情况多种边界条件下，气、水渗透系数、深度、粘弹性系数等对土体超孔隙水压力、超孔隙气压力消散及土层沉降的影响，得到了相关的固结曲线，揭示了非饱

3、和土粘弹性地基的固结特性。对比了粘弹性半解析解、弹性解析解和拟弹性半解析解(将粘滞系数设为零)，得到了相关的固结曲线，验证了非饱和土粘弹性地基一维固结半解析解的正确性．本文将粘弹性模型引入非饱和土固结理论，得到了非饱和土粘弹性地基一维固结的半解析解，揭示了非饱和土粘弹性地基的固结特性，进一步发展了非饱和土固结理论。关键词：非饱和土，粘弹性，一维固结，半解析解，超孔隙水压力，超孔隙气压力，土层沉降V上海大学硕士学位论文ABSTRACTAccordingtotheconsolidationtheorytoone—dimensionalconsolidationinunsaturated

4、soilsbyFredlund，inthecaseofuniformloadandindexload，basedonthemodelofvisco·elasticsubsoil，wegetthesemi—analyticalsolutionsofvisco—elasticfoundationforunsaturatedsoilsinthestateofone．dimensionalconsolidationbyusingLee’Sanalogymethod．ThemainmethodsusedinthispaperareLee’Sanalogymethod，Cayley-Hamil

5、tonmethod，LaplacetransformandinversetransfoITn．Themaincontentsofthispaperisasfollows：AccordingtoLee‘Sanalogymethod，weintroducedV(s)whichistheLaplacetransformoflexibilitycoefficientstoreplacetheconstant1／Einelasticmodel．ThenwewillgetthecontrolequationbydirectlyLaplacetransformingofthecontinuity

6、equationandtheconstitutiveequationwhichisbasedonheconsolidationtheorytoone-dimensionalconsolidationinunsaturatedsoilsbyFredlund；Thetransitiverelationbetweenthestatevectorofthesurfacex(o，s)andthestatevectorofarbitrarydepthX(z，s)byusingCayley-Hamiltonmethodisgot；ThesolutionsoftheeXCeSSpore-airpr

7、essure，theeXCeSSpore—waterpressureandthesettlementrateofsoilinLaplacetransformbyinductingtheinitialconditionsandboundaryconditionsaregot；Thesemi—analyticalsolutionsoftheexcesspore—airpressure，theexcesspore‘waterpressureandthesettlementr