软粘土流变微结构突变模型与试验研究.pdf

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1、第29卷第8期Vl01．29No．8工程力学2012年8月Aug．2012ENGINEERINGMECHANICS202文章编号：1000．4750(2012)08．0202—06软粘土流变微结构突变模型与试验研究谢新宇，马伯宁，刘开富2(1．浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室，浙江，杭州310027：2．浙江理工大学建筑工程学院，浙江，杭州310008)摘要：软粘土的力学特性是粘土颗粒在荷载下的微观力学行为的宏观表现，对于软粘土微观方面的研究是了解其宏观性质的基础。该文通过唯象理论的方法建立的

2、软粘土微结构突变模型与本构关系，能够描述软粘土流变固结的力学特性。通过～维流变固结试验对理论进行了验证，试验曲线可以用软粘土的微观特性加以解释。利用最小二乘法对模型中的参数进行了拟合，拟合曲线与试验值的符合程度较好，拟合参数的变化特点同样能体现出软粘土微观结构的力学特性。关键词：软粘土；流变固结；微结构模型；流变试验；微观特性中图分类号：TU16文献标志码：Adoi：10．6052~．issn．1000．4750．2010．11．0841MICRoSTRUCTURALCATASTRoPHHEMoDEL

3、ANDRHEoLoGICALCoNSoLIDATIoNTESTSFoRSoFTCLAYXIEXin—yu，MABo—ning，LIUKai。fu2(1．MOEKeyLaboratoryofSoftSoilsandGeoenvironmentalEngineering，Zh~iangUniversity，Hangzhou，Zhqiang310027，China；2．DepartmentofCivilEngineeringandArchitecture，ZhejiangSci-TechUniversity

4、，Hangzhou，Zhejiang310008，China)Abstract：AbriefreviewoftheformerstudiesonthemechanismsofsoilrheologyandmicrostructureISpresentedinitially．Thenamicrostructuralcatastrophicmodelforsoftclayispresented，adoptingphenomenologicalmethods，whichcouldbeappliedtodes

5、cribetherheologicalconsolidationbehaviourofthesoftclay．Aseriesofrheologicalconsolidationexperimentswithdifferentloadingratesisperformedtotestifythetheorypresented．Thecreepdeformation，whichisloadingratedependent，canbeclearlyobservedinthesetests．Themechan

6、icalbehaviorofthesoilcanbeunderstoodaccordingtothecharacteristicsofthemicrostructure．Thematerialparametersaregainedbycurvefitting．Withonlytwofreeparameters．goodfitsofthedataareachieved．Thecharacteristicsoftheparameterdemonstratethefeatureofthemicro—mech

7、anicalbehavioroftheclay．Keywords：softclay；rheologicalconsolidation；microstructuralmodel；odeometertests；microscopiccharacteristies土力学的固结理论主要描述粘土等多孔介质证。这种无法被经典固结理论解释的现象，被称作材料在荷载以及其他外部作用下发生渗流与变形次固结或流变。的耦合过程。在这一过程中，土体的超静孔隙水压关于土流变产生的机制，学者们的说法不一L3J力逐步消散，有效应力不

8、断增大，变形逐渐趋于稳。直到今日，由于软粘土的流变过程中宏观定。然而Buisman首先在试验中发现了在超静孔压上和微观上的复杂性以及试验技术的限制，土的流消散完毕后土样的长期变形现象，并被Zeevaert[、变机理仍然没有一个确切的描述。Leonards和Ramiah[21等人的试验以及工程实践所验土的微观结构的研究是认识其工程特性的一收稿日期：2010．II-22：修改日期：2011-03．30基金项目：国家自然科学基金项目(51079126)；浙江省