单级等速加载下高压缩性软土非线性大应变固结解析解
单级等速加载下高压缩性软土非线性大应变固结解析解
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DOI：
10.16285/j.rsm.2021.0175
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发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
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通讯作者：
李红军
中科院分区：
文献类型：
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作者：
仇超;李传勋;李红军
饱和软土大应变固结理论涉及复杂的材料非线性和几何非线性问题，致使其解析解很难获得，但非线性大应变固结模型解析解的工程意义却不言而喻。目前土体非线性压缩和渗透特性通常采用e-lg 和e-lgkv（e为孔隙比， 为有效应力，kv为渗透系数）非线性关系描述。但大量室内固结渗透试验的结果表明高压缩性软土发生较大应变时该非线性关系不再适用，而lg(1+e)-lg 和lg(1+e)-lgkv非线性关系却能有效描述高压缩性软土的有效应力、渗透系数与孔隙比间的非线性变化规律。基于此，建立了变荷载下高压缩性软土一维非线性大应变固结模型，并给出特定参数下该固结模型的精确解析解和普适条件下固结模型的近似解析解。将应用固结模型计算的沉降曲线与室内等速加载下的试验沉降曲线对比，验证了该解析理论的可靠性。在此基础上，通过大量的计算研究参数Ic和α、外荷载和加荷速率对固结性状的影响。结果表明：压缩指数Ic一定时，α越小，土层的固结速率越快，底部超静孔压消散越快；α一定时，Ic越小，土层的固结速率越快，底部超静孔压消散越快。按沉降定义的平均固结度Ust一般大于按孔压定义的平均固结度Upt，即沉降的发展速率要快于孔压消散速率。Ic(α-2)>1时，土层的沉降速率随外荷载的增加而减慢；Ic(α-2)<1时，土层的沉降速率随外荷载的增加而加快；Ic(α-2)=1时，土层的沉降速率与外荷载的大小无关。外荷载一定时，土层的平均固结速率随加荷速率增大而加快。