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《浙江大学》 2011年
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考虑起始比降的软土地基一维固结理论研究

王坤  
【摘要】:由于达西渗流定律的获得基于砂土的渗透性试验,其在粘性土中适用性受到了一些学者的质疑,已有渗透试验研究表明:对某些低渗透性饱和粘土而言,存在起始比降,只有当土中某点的水力坡降大于起始比降(又称起始水力坡降、起始水力梯度),该点才会发生渗流。然而,传统的固结理论大都假设土中渗流符合达西定律,对于考虑起始比降的固结问题的研究并不多见。本文在已有研究的基础上,采用解析法和半解析法较深入系统地研究了考虑起始比降的软土地基一维固结问题。主要内容及创新成果包括: 1.分析了初始孔压三种不同分布形式下,即:初始孔压降不小于起始比降、初始孔压降不大于起始比降的负值、初始孔压降绝对值小于起始比降,土中渗流边界的运动规律,建立了相应的固结控制方程,推导了三种不同形式下考虑起始比降的一维固结孔压解及地基平均固结度计算公式,并与已有差分解等进行对比,在此基础上计算分析了起始比降和初始孔压分布形式对渗流边界运动速度、孔压分布、地基平均固结度的影响,讨论了按沉降定义和按孔压定义的地基平均固结度的不同,并编制了初始孔压均布条件下渗流移动边界与时间的关系表。 2.针对工程中加载并非瞬时完成的实际情况,给出了变荷载条件下考虑起始比降一维固结普遍解,以及单级加荷条件下,当加载时间分别大于和小于渗流发展到土层底部所需时间的情况时,渗流移动边界、孔压和地基平均固结度的具体表达式,分析了加载时间等对考虑起始比降后土体一维固结性状的影响。 3.在初始孔压降不小于起始比降的特殊条件下,渗流瞬间在整个土层发生,获得了能考虑起始比降的任意层地基的一维固结解析解及其不同形式下的退化解(包括考虑起始比降的双层地基一维固结解及不考虑起始比降初始孔压非均布条件下的任意层地基一维固结解析解),并编制了相应的计算程序,分析了该特殊条件下考虑起始比降后成层地基的一维固结性状。 4.提出了求解考虑起始比降的任意层地基的一维固结问题的半解析法,编制了相应的计算程序,并通过与已有解的结果对比,对程序的合理性和正确性进行了验证,然后以双层地基为例,分析不同土层起始比降组合对双层地基的一维固结性状的影响。 5.利用半解析法,通过引入土体孔隙比和渗透系数、土体孔隙比和有效应力的对数关系,给出了能同时考虑起始比降、土体自重应力实际分布、渗透系数和压缩系数非线性变化的一维非线性固结半解析解,编制了计算程序,并与已有不考虑起始比降的一维固结非线性解析解进行了结果对比,验证了解和程序的正确性。在此基础上进行了大量的计算,分析了压缩指数和渗透指数的比值、外荷载、起始比降、自重应力分布形式对渗流边界运动速度和地基固结性状的影响。
【学位授予单位】:浙江大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TU43

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前3条
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2 谢李钊;王星华;章敏;;软土路基下卧层固结分析[J];中南大学学报(自然科学版);2012年11期
3 黄杰卿;谢新宇;王文军;刘开富;;考虑起始比降的饱和土体一维复杂非线性固结研究[J];岩土工程学报;2013年02期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 李传勋;基于非线性渗流定律的软土一维固结理论研究[D];浙江大学;2012年
2 马伯宁;基于双尺度的软土流变固结理论与试验研究[D];浙江大学;2013年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 袁坚敏;软土地基一维非线性固结性状研究[D];浙江大学;2004年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
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9 房营光;丁凯;马彦晓;;强电场作用下极细颗粒黏土渗流特性分析[J];四川建筑科学研究;2012年01期
10 蹇佳洲;马文生;;基于FEM的边坡抗滑治理效果分析[J];安徽地质;2008年01期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
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8 唐邦铭;梁子青;安学锋;李艳亮;张明;益小苏;;复合材料液态成型增强织物毛细渗透特性研究[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(上)[C];2006年
9 黄小兰;刘建军;杨春和;何翔;;考虑泥岩软化特性的油藏渗流场与地应力场耦合分析[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集(一)[C];2007年
10 任晓娟;齐银;张宁生;张国辉;;低渗孔隙介质中低速非达西渗流特征研究进展[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集(二)[C];2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 刘浜葭;冻融和渗流耦合作用下风积土路基结构性演变规律的研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
2 胡光海;东海陆坡海底滑坡识别及致滑因素影响研究[D];中国海洋大学;2010年
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5 江辉煌;砂井处理超软地基的固结计算[D];中国铁道科学研究院;2009年
6 宋兵;桩侧摩阻力特性的研究[D];华南理工大学;2010年
7 朱剑锋;考虑扰动影响的土体性状研究[D];浙江大学;2011年
8 邹健;桩端后注浆浆液扩散机理及残余应力研究[D];浙江大学;2010年
9 马立峰;动荷载条件下多年冻土区斜坡路基稳定性研究[D];北京交通大学;2011年
10 刘艳;非饱和土的广义有效应力原理及其本构模型研究[D];北京交通大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘根保;基于邓肯—张模型的垃圾土强度特性及边坡稳定性研究[D];南昌航空大学;2010年
2 冯银银;隧道围岩应力与位移数值模拟与分析[D];山东科技大学;2010年
3 李亚帮;膨胀性充填裂隙水力特性实验研究[D];郑州大学;2010年
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7 刘北战;降雨入渗条件下新邱区中南公路边坡稳定性分析[D];辽宁工程技术大学;2010年
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9 张瑞禹;改良风积土物理力学性质试验研究[D];辽宁工程技术大学;2009年
10 姜连军;大唐国际胜利东二号露天煤矿采场边坡稳定性分析[D];辽宁工程技术大学;2009年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王常明,陈英姿,张淑华;软土非线性蠕变压缩模型[J];吉林大学学报(地球科学版);2004年03期
2 施斌;粘性土微观结构研究回顾与展望[J];工程地质学报;1996年01期
3 刘忠玉;杨荣根;;考虑起始水力梯度时双层地基的一维固结[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2006年05期
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6 施建勇,杨立昂,赵维炳,刘永新;考虑土体非线性特性的一维固结理论研究[J];河海大学学报(自然科学版);2001年01期
7 施建勇,问延煦,雷国辉,艾英钵,赵阳;固结试验及其相关问题的讨论[J];河海大学学报(自然科学版);2004年02期
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9 江雯,谢康和,夏建中;压缩模量随深度线性变化的软粘土地基一维固结解析解[J];科技通报;2003年06期
10 魏培君,张双寅,吴永礼;粘弹性力学的对应原理及其数值反演方法[J];力学进展;1999年03期
中国博士学位论文全文数据库 前5条
1 蓝柳和;成层软粘土地基非线性流变固结性状研究[D];浙江大学;2002年
2 郑辉;软粘土地基大应变非线性流变固结理论研究[D];浙江大学;2004年
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4 齐添;软土一维非线性固结理论与试验对比研究[D];浙江大学;2008年
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【二级引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 邓岳保;竖井地基固结解析理论与有限元分析[D];浙江大学;2013年
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 李菲菲;基于指数渗流模式的竖井地基固结解析理论研究[D];浙江大学;2014年
2 路前程;无砟轨道线下工程沉降观测与评估技术的研究[D];西南交通大学;2014年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 陈戈,阎世骏,李铁锋;天津市深层粘性土对地面沉降的影响及其沉降量计算[J];北京大学学报(自然科学版);2001年06期
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6 贾振岐,王延峰,付俊林,张连仲;低渗低速下非达西渗流特征及影响因素[J];大庆石油学院学报;2001年03期
7 吴景春,袁满,张继成,贾振岐;大庆东部低渗透油藏单相流体低速非达西渗流特征[J];大庆石油学院学报;1999年02期
8 王秀艳,刘长礼;对粘性土孔隙水渗流规律本质的新认识[J];地球学报;2003年01期
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【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 江雯,谢康和,夏建中;压缩模量随深度线性变化的软粘土地基一维固结解析解[J];科技通报;2003年06期
2 李冰河,谢康和,应宏伟,曾国熙;变荷载下软粘土非线性一维固结半解析解[J];岩土工程学报;1999年03期
3 胡虹宇,谢康和,施宁宁;超固结饱和土的一维固结分析[J];科技通报;2005年01期
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5 张云,施斌;分级加荷时饱和土地基的固结分析[J];南京大学学报(自然科学版);1997年01期
6 李西斌;谢康和;;循环荷载下软土一维流变固结解析理论[J];福州大学学报(自然科学版);2007年04期
7 胡凌华,谢康和;成层地基半透水边界一维固结分析[J];科技通报;2005年03期
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中国重要会议论文全文数据库 前7条
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3 刘恢先;;粘土层沉陷(由于固结和次时间效应)的二维问题[A];陈宗基论文选[C];1994年
4 张道宽;王显义;;软基变形问题的弹塑性有限元分析[A];中国土木工程学会第四届土力学及基础工程学术会议论文选集[C];1983年
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6 李冰河;应宏伟;谢康和;曾国熙;;考虑土体自重的一维大应变固结分析[A];新世纪 新机遇 新挑战——知识创新和高新技术产业发展(下册)[C];2001年
7 周万欢;陈仁朋;陈云敏;;多层地基一维非线性固结问题的DQ解[A];计算机技术在工程建设中的应用——第十二届全国工程建设计算机应用学术会议论文集[C];2004年
中国博士学位论文全文数据库 前7条
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2 马伯宁;基于双尺度的软土流变固结理论与试验研究[D];浙江大学;2013年
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6 李金柱;软黏土地基大应变流变固结特性研究[D];浙江大学;2011年
7 张莎莎;基于离心模型试验的饱和土固结理论研究[D];长安大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 安然;成层结构性软土的一维固结计算理论与性状分析[D];浙江大学;2012年
2 耿雪玉;循环荷载作用下软粘土地基非线性一维固结分析[D];浙江大学;2005年
3 周瑾;考虑应力历史影响的双层地基一维固结理论研究[D];浙江大学;2005年
4 单君;周期荷载下单层地基非单调压缩固结理论[D];浙江大学;2006年
5 张杰;基于非Darcy渗流的变荷载作用下饱和黏土一维固结分析[D];郑州大学;2011年
6 夏森炜;循环荷载作用下饱和软粘土一维固结性状研究[D];浙江大学;2005年
7 黎志辉;饱和软粘土渗透特性及对大变形固结影响研究[D];暨南大学;2008年
8 杨勇超;宁波软土一维固结特性及微观机理研究[D];浙江大学;2014年
9 周淼;结构性软土固结及桩基负摩阻性状研究[D];浙江大学;2005年
10 陶立为;软土中水位升降引发的固结解析理论研究[D];浙江大学;2011年
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