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本文依据Fredlund非饱和土的一维固结理论,由Fredlund液相及气相的控制方程、Darcy定律及Fick定律,经Laplace变换及Cayley-Hamilton定理构造了顶面状态向量X(O,s)与任意深度处状态向量X(z,s)间的传递关系;通过引入边界条件,得到了Laplace变换域内的超孔隙水压力和超孔隙气压力;采用Crump方法编制程序实现了Laplace逆转换得到了时间域内的超孔隙水压力和超孔隙气压力半解析解;根据Fredlund及Conte定义的固结度,引用了典型算例,用得到的半解析解结果,分别计算了非饱和土在一维固结状态下的液相平均固结度、气相平均固结度和土体的总固结度。在工程应用方面,这些结果对工程具有参考价值。
在以上分析的基础上,本人主要对以下三个方面进行了研究和分析:
1.在瞬时均布荷载作用下,对多种边界条件下的非饱和土层一维固结进行了半解析解求解;
2.在指数荷载作用下,对多种边界条件下的非饱和土层一维固结进行了半解析解求解;
3.在本文各章节中,将部分算例用有限差分法再演算一遍,并将求出的结果和采用本文半解析法得到的结果进行对比,来证明本文各章节的推导过程和结果是正确且可行的。