上海软土卸荷的时间效应试验研究

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1、同济大学硕士学位论文上海软土卸荷的时间效应试验研究姓名：胡晓虎申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：周健19991201摘要本文对上海地区的典型淤泥质粘土，用Hx一100型动静三轴仪进行了一系列的试验，对软土承受卸荷后，再固结对其再卸荷及再k—～———一加荷应力应变关系的影响(即卸荷扰动恢复问题)进行了专题研究。⋯。n’一～～发现软土卸荷后，强度有所降低，再固结可恢复其部分强度，且再固结时间越长，所恢复的强度越多(本文称之为时间效应)，但始终无法全部恢复。为了具有一定的说服力，本文设计了一套较为完整的试验方案，分别模拟了基

2、坑工程申不同应力路径和不同破坏方式等情况。所得参数从定性角度分析变化规律基本一致；但从定量角度，不同应力路径和不同破坏方式情况下，其变化规律有明显差异。／本文在前人的基础之上，对两类破坏方式分别推导了各自的非f线性弹性模型表达式，并验证了其具有归一化特性。本文还在大量试验数据的基础之上，得出了各个试验的归一化变形参数，并对不同破坏方式和不同应力路径下的试验参数提出了一系列简单易行的数学表达式，总结了其变化规律。所以本文的研究具有一定的意义，并为以后的进一步研究打下了一个基础。彳一秽一“ABSTRACTInthepaper,ba

3、sedonaseriesofindoortests，aspecialresearchforsoftsoilofShanghaiisdonethroughtheI-Ix一100dynamicandstatictrixialapparatus．Itdesignsaperfectplantosimulatedifferentstrainpathsanddifferentconstructionmanners．Someconclusionsareobtained．Firstly,thesheerstrengthofsoftsoilre

4、ducesafterunloading．Secondly,consolidationcanrestoresomepartofthesheerstrength，andthesheerstrengthredoundswiththecontinuationofconsolidation．Thirdly,thesheerstrengthofthesoftsoilthathassufferedunloadingisalwayssmalltothatneversuffersunloadingDifferentnon-linearelast

5、icequationsareinductedonthelinesofthedifferentconstructionmanners，andanormalizingcharacteristicisvalidatedinthepaper．Basedonthenormalizingparametersobtainedfromthetests，aseriesofsimpleexpressionsarealsoobtained。第一章绪论1．1引言天然土是一种非常复杂的建筑材料。它与其他任何一种材料(诸如钢材、砼、岩石、橡胶等等)一样，

6、在受N#I-力后，将在不同程度上产生变形。其变形的大小和性质取决于土体的基本性质及其应力分布、荷载类型、大小、方向等等因素。土体中的应力分布及变形，主要取决于土的应力应变关系。代表这种关系的数学模型称为本构关系数学模型。土力学问题的计算分析必须包括以下三部分内容：第～，选定或建立一种能代表士的应力应变关系和破坏机理的数学式，一般称之为“土的本构模型”或“本构方程”。这种本构方程必须包含影响其变形破坏机理的主要因素，并应尽可能地符合实际的变化规律；第二，通过试验确定上述本构方程中所包含的每一个参数以及实际工程的原始边界值；第三，

7、运用数学的解析法或数值分析法以寻找土力学问题的答案。近几十年来，各国学者所建议的本构模型已达数百种。然而由于土体非线形特性之复杂多样以及工程条件(边界、荷载、环境等)之多变，总难以做到完整地模拟和建立普遍适用的本构模型，以至于人们不得不承认，就目前科技发展之水平来说，要建立一个普遍适用的本构模型是不现实的和不可能的。正确的是应当针对不同土类和工程具体条件，模拟土体的特性并建立对应的本构关系式。因此，目前迫切需要的不再只是继续设计新的复杂的本构模型(这点固然并未完全丧失其重要性)，而是通过大量的室内外试验等基础研究，弄清土的基本

8、性质，完善已有的本构理论，并使之实用化。软粘土一般是指天然含水量大于液限、天然孔隙比大于1．0、抗剪强度低、渗透性低、灵敏度高的粘性土。软粘土广泛分布于我国沿海地区及内陆江河湖泊周围，近年来，随着我国国民经济的迅速发展，在我国各地尤其是在沿海及沿江的广大敢粘土地区兴建了大量的