浅谈施工期间天然软粘土地基上土坡稳定渐进破坏分析

《浅谈施工期间天然软粘土地基上土坡稳定渐进破坏分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、同济大学博士学位论文施工期间天然软粘土地基上土坡稳定渐进破坏分析姓名：曹宇春申请学位级别：博士专业：岩土工程指导教师：周健20030901摘要本文提出了施工期间天然软粘土地基上土坡稳定的简化渐进破坏分析方法。在单阶段或者多阶段加载施工期间，当饱和粘土体接近破坏时，通常含水量来不及发生变化，当潜在破坏可上的平均剪应力等于该日寸刻的平均不排水抗剪强度时，就会发生不排水破坏．而与先前的排水条付无苁。同时，此时由于剪切引起的起孔压急剧上升，在现场条件下，其数值通常难以预测，这就限制了有效应力法的使用，因而，对于这类问题，应当采用不排水强度法或者有效固结应力法来进行稳定分析，这两种

2、方法实质上都是≠=0法。如果采用破坏前的实测超孔压进行有效应力分析，对于加载问题将会得出编于不安全的分析结果。为了利用等压固结不排水试验成果确定软粘土的不排水强度或估算施工过程由于土体固结引起的强度增长，本文详细推导了有效固结应力法公式，与当前流行的多种相关评价方法进行了对比后发现，有效固结应力法是利用强度指标确定土的不排水强度(增长)的最合适的方法。与重塑土或者扰动土相比，天然粘土往往具有一定的结构性，结构性可以看作是天然土体的广义超固结特性之～。由于结构性的存在，使得天然土的应力—H壶变一不排水强度特性与重塑士或者扰动土相比有显著不同，结构性使得土的压缩曲线在某～临界

3、压力前后会发生显著变化，这一临界压力称为广义前期固结压力；天然结构性粘土的固结不排水应力一应变关系一般呈“应变软化型”。在分析实际工程问题时，必须考虑到天然粘土的这些特性，才能得到比较合理的分析结果。结合结构性土体Mohr-Coulomb强度包络线的特点，推导了天然结构性土的有效固结应力法不排水强度公式。为了估算天然土体在施工过程中由于固结引起的不排水强度的变化，必须对±层进行固结分析。本文考虑了天然土层的压缩性特点、土层渗透系数在固结过程中的变化规律以及任意施工荷载的变化条件，推导了天然土层的一维非线性固结方程。由于非线性固结方程不能求得解析解，本文采用Crank-Ni

4、cholson差分格式，推导了求解非线性固结方程的差分方程。为便于与线性固结方程的分析结果进行对比，还推导了任意施工荷载变化或组合条件下的一维线性固结方程。在此基础上，结台一个固结分析实例，分析和比较了考虑广义超固结特性和不考虑广义超固结特性的非线性固结以及线性固结的结某，讨论了广义超固结特性对土层周结特性的影响-因为天然结构性粘土的具有应变软化的特点，在分析稳定问题时需要考虑到土体的渐进破坏特月藩^#十**±#t诗文施工期间天然软粘土地基上土坡稳定渐进破坏分析性，本文提出了考虑土体渐进破坏的简化极限平衡稳定分析方法。虽后，结合一个实际的土坡滑动工程实例，分别采_I{{j

5、圆弧滑动面和颗粒流模拟的滑动面计算了土坡的安全系数．并进行了对比研究。关键词：天然软粘十，结构性粘士，软土地基，土坡稳定，极限平衡法，渐进破坏，不排水强度不排水强度增长，矽=0法，超孔隙水压力，有效固结应力(法)，广义超吲结，r义前期固结压力，一维非线性倒结，任意施工荷载，颗粒流程序(PFC)ABSTRACTInthisthesis，asimplifiedprogressivefailureanalysisofslopestabilityODnaturalsoftgroundduringconstructionispresentedBecausenowaterconten

6、tchangecanhappenforsaturatedclaysimpendingfailurewithrespecttotheappliedstressesduringsingle-ormulti-stagedconstruction，whenevertheaverageshearstressalongapotentialfailuresurfacereachestheaverageavailableundrainedshearstrengthexistingatthattime，thenanundrainedfailurewillbeinitiatedindepen

7、dentofthepriordrainageconditionsSimultaneously,theexcessporewaterpressuresinducedbyshearwillbuildupsharplyandisdifficulttobeexactlypredicted，thuseffectivestressanalysiscannotbeusedforthiscategoryofstabilityproblemItismoreappropriatethatstabilityanalysisforthisproble