非饱和土理论在高液限填土路基中的应用研究

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1、天津大学硕士学位论文非饱和土理论在高液限填土路基中的应用研究姓名：张胜军申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：邱长林20070601中文摘要路基填土一般在水位以上，属于非饱和土范畴，用传统的饱和土固结理论计算路基的沉降变形存在很多问题，本文尝试用简化的非饱和土固结理论应用于填土路基的计算。⋯。对于非饱和土，除包括可以认为是不可压缩的固相和液相水以外，还含有一定数量的可压缩气体。由这种体系组成的土体，不仅在压缩方面，而且在渗透方面，都比饱和粘土(二相体系)复杂得多，迄今还没有一个公认为比较成熟的分析非饱和固结问题的理论方法。本文以Fredlund和Hasan的非饱和土“二相流”固结

2、理论为基础，假设在固结过程中孔隙气压为大气压。以福建某高速公路高液限填土路基试验段为工程背景，通过现场试验和室内试验分析高液限土的物理力学特性，利用GeoStudio软件中的SEEP／W和SIGMA／w模块，对路基进行渗流固结耦合分析。对于自然地基，认为在水位以下，并且在填土过程中产生的变形不太，采用线弹性模型，结合Biot固结理论进行计算。高液限路基填土属于典型非饱和土，经过压实、重塑后变形较大，本构模型考虑采用邓肯一张模型，应用通过简化的非饱和土固结理论对填土进行耦合分析。通过计算说明非饱和土固结理论能很好的应用于填土路基的沉降分析，体现出土体特征随含水量变化以及在固结过程中孔隙

3、负压的变化情况，这些是饱和土理论没法反映的。同时考虑了降雨入渗对填土路基的影响，为路面的处理和边坡的支护提供参考。非饱和土理论在工程上的应用还处于探索阶段。本文通过对高液限填土路基的固结沉降计算，分析其结果的合理性，总结存在的问题，为非饱和土固结理论在路基沉降计算中的应用做一些有益的尝试。关键词：一非饱和土渗流固结高液限土路基室内试验雨水入渗ABSTRACTGenerallyspeaking，embankmentisabovewaterlevelandthesoilisunsaturated．ThesettlementofembankmentiScalculatedwi也thetra

4、ditionalconsolidationtheoryofsaturatedsoil．Therearemanyquestionswhichcan’taccordwiththereality．Inthispaper,thesettlementofembankmentwillbecalculatedwithunsaturatedsoil也eory．Forunsaturatedsoil，althoughsolidandliquidisnotcompressed，gasiscompressible．Unsaturatedsoilisthreephasesoil．Notonlyincompre

5、ssion，butalsoinseepage，itismuchcomplexerthanthesaturatedsoil(twophasesoil)．Bythistime，theredon’thaveanyconsolidationtheoryofunsaturatedsoilwhichadapttoallstate．BasedontwophaseflowconsolidationtheoryofunsaturatedsoildevisedbyFredlundandHasan，thispapersupposesthatairpressureistheatmosphericpressu

6、reintheprocessofconsolidation．ThecharacteristicofthehighliquidlimitclayisanalysedbyfieldtestandroomtestandtheGeoStudioFEMsoftwareisusedtocalculatesomefreewayofFujian．Becausethenaturefoundationisbelowwaterlevelandthedeformationproducedintheprocessofthefillingissmall，thelinearelasticitymodel，comb

7、iningwithBiotconsolidationtheorycanbeusedtocoupledcalculate．Hi曲liquidlimitfillingclayisunsaturatedsoil．Thedeformationisgreatintheprocessofthepressing．Therefore，unsaturatedsoilconsolidationtheorycombiningwithDuncan-Changmodelisused