浅谈太沙基固结理论的若干问题研究

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1、南京工业大学硕士学位论文太沙基固结理论的若干问题研究姓名：安庆军申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：梅国雄；赵建平200706硕士学位论文摘要土体的固结与土力学的应力、变形、强度、稳定这几个课题都有紧密的联系，在深厚的软土中，这种联系尤甚，所以研究土体的固结无论在理论还是在实践上都是岩土工程界的重要课题，具有重大意义。对于固结的研究，最早最经典的是Tc圪a曲i(1925)所提出的一维固结理论，在许多假设的前提下，它建立了饱和土体的一维固结方程，并得出了解析解，其结果能较好的应用于荷载面积相对于土体厚度较大的情形，但其在研究的过程中假设土是均质、各

2、向同性的，而实际工程中土体是不可能均质的，土体的力学性质指标往往也是随着外在情况的变化而不断变化的，不同的应力状态下土体的力学性质指标会不同，本文就太沙基固结理论存在的一些问题进行了讨论，通过HowTracII固结系统固结压缩试验和三轴固结排水压缩试验分析压缩过程中土体实际的应力状态，分析了不同应力状态下的土体的固结系数、模量、渗透系数的变化规律。本文的主要研究工作及其结论如下：1．针对不同排水条件下的太沙基一维固结微分方程进行求解，考虑分析固结微分方程解中各项参数对解的影响。太沙基一维固结理论是建立在荷载作用面为无限大的假定之上，且未考虑土体与水的重

3、量，因此顶面不排水、底面排水解与顶面排水、底面不排水解在两种坐标系统下具有等价关系；太沙基一维固结微分方程的求解条件存在矛盾的地方；太沙基一维固结微分方程的解求解土体固结问题中要注意固结时间、内循环次数一的取值范围的问题，万的取值不宜过小，尤其是计算固结时间较短时。2．固结压缩试验是允许侧向变形的，三轴压缩试验可以设定土体的径向的应力状态，土体在实际压缩过程中允许侧向变形的，且其径向应力状态在压缩过程中是不断变化的，其应力状态应该介于固结压缩试验和三轴压缩试验之间。本课题进行了土体的固结压缩试验，围压一定的三轴压缩加卸载CD试验和围压成比例变化的三轴压

4、缩加卸载CD试验，然后对固结压缩试验和三轴压缩试验进行比较，分析不同应力状态下土体的固结系数、模量和渗透系数的变化规律。研究发现土体的固结系数在土体的压缩过程中并不是单纯的逐渐增大或逐渐减小，不同的土体、不同的应力状态会有不同的变化规律，在固结压力比较小摘要的情况下，土体固结系数的变化主要取决于土体渗透系数变化，在土体固结压力比较大的情况下，土体的固结系数主要取决于土体模量的变化。固结系数的影响因素渗透系数在土体的固结压缩过程中并非一直减小的，模量在士体的压缩过程中也并非一直增大的过程，其取决于土体的应力状态。在一定的固结压力下，土体渗透系数的变化情况

5、取决于土体径向应力的变化情况，随着土体的径向应力的增长土体的渗透系数会随着土体竖向压缩逐渐减小。土体径向应力(小于竖向应力)的情况决定了土体模量的变化情况。3．针对土体固结过程中固结系数的非常数性对太沙基一维固结微分方程编制相应的程序进行有限差分求解，就土体的模量、渗透系数在土体压缩过程中的非常数性分别展开讨论，发现太沙基一维固结微分方程解存在矛盾的地方：太沙基固结理论固结系数的大小决定了土体孔压消散速度、固结度、位移的大小，是将土体的模量、渗透系数对土体固结的影响打包，未考虑渗透系数和模量对固结系数和土体固结产生影响的相互独立性，未独立考虑模量、渗透

6、系数对固结影响的不同。关键词：应力状态固结系数模量渗透系数太沙基Ⅱ硕士学位论文soil’s00nsolidati蚰h嬲dose陀Iationwithtllestrcss、thedistortion、tllcintensityandstabilizationofsoil，especiallydeepandsoftday's0theresearchofsoil’sconsolidationisimponaIlt强dsi印ificantnotonlyintheor)rbutalsoillpractiCc．Theeadiestandthemostcl硒siCa

7、lconsoIidationtheoryisTe亿agllione—dimensionalconsolidationtllc0嘎whichw觞broughtf0刑ardbyTcIzaglliin1925．B弱edonm锄y弱sumptio璐，itgivesthe0ne—dinle璐i衄alC0nsolidati咖equati仰0fsaturatcd∞il姐dthep掷ingresolution，whichcouldbeusedwellillthec弱etllattheloadingarcaisrelativelybigC0mparedwiththetl

8、licl【lle鹃ofthesoil．Ita豁umesthattlle∞ilishomogcn