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卸荷作用下软土回弹变形及孔隙水压力变化规律的试验研究

雷俊  
【摘要】:软土地基在经受荷载作用后,会发生压缩变形,当荷载卸除时,会发生回弹变形。卸荷状态下软土的工程性质与加荷状态下的工程性质有很大的差异。本文在前人研究的基础上,对卸荷作用下软土的回弹变形规律、孔隙水压力变化规律以及孔隙水回流规律进行室内试验研究。 根据试验要求和技术特点改装三轴仪。改装后的三轴仪可以测量试样在加载和卸载条件下的变形、孔隙水压力变化,试样在固结作用和卸荷作用下的排水量。 通过室内卸荷回弹试验,研究了软土的回弹变形与时间变化的关系、孔隙比与卸荷比的关系以及卸荷后的最大回弹变形与预压荷载的关系。研究表明:武汉地区典型的软土存在临界卸荷比R约为0.3和0.9,当0R0.3和R0.9时,无论预压荷载为多少,软土均不发生回弹变形;当0.3R0.9,软土发生回弹变形,在卸荷瞬间回弹变形很大,随着时间的增长,回弹变形增长很小。 试验研究了加载作用下软土的孔隙水压力随时间变化的规律、卸荷作用孔隙水压力随时间变化的规律、最大孔隙水压力和卸荷荷载的关系。研究表明:卸荷作用下软土孔隙水压力的变化与固结时的孔隙水压力有较大的不同。卸荷时产生负的孔隙水压力,在卸荷初期较短的时间内达到最大负值,随后逐渐上升,直到稳定至0kPa。最大负孔隙水压力与卸荷荷载有关,卸荷荷载越大,孔隙水压力达到的负值越大。 试验研究了在加载和卸荷作用下土体内孔隙水的变化规律,卸荷作用下孔隙水回流量与卸荷比的关系,卸荷作用下孔隙水回流量与固结作用下孔隙水排出量的关系。研究表明:存在临界卸荷比R约为0.3和0.9,当0R0.3和R0.9时,固结过程中排出的孔隙水不能回流到孔隙中;当0.3R0.9,软土在回弹过程中吸水,吸水量约为固结作用下排出量的9%。 最后结合实际工程监测数据,通过分析这些数据并与室内试验研究的软土卸荷回弹变形规律做比较,两者较为吻合。根据卸荷后的回弹变形规律,还探讨了堆载预压处理软土路基的一种新方法。


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