软黏土力学特性的率效应及变形时效特性的试验研究

来源 :广东工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jihuoxiazai
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在软黏土地基上修筑结构物时,其沉降计算的方法一直以来都受到众多学者和工程师的特别关注。我国软黏土分布广泛,主要分布于沿海沿江、内陆湖盆及平原等地区,具有天然含水率大、压缩性高、抗剪强度低等不良特点。软黏土的变形特性与时间息息相关,既包括超静孔隙水的排出使土体体积减小的固结作用,也包括土体颗粒在固结压力下重新排列的蠕变作用,土体的长期沉降由固结作用和蠕变作用共同决定。因此,如何准确把握土体变形的时效特性,是目前众多学者和工程师共同关注的热点问题。本研究通过进行大量室内试验,对软黏土与时间相关的力学特性进行了深入的综合研究分析,主要研究内容及成果如下:(1)开展了多种软黏土及不同含砂率软黏土的一维K0侧限固结试验,分析了软黏土变形的时效性特征和变形机理。试验成果表明:土体的次固结系数随着预压作用而减小,且随固结压力的增大预压的效果逐渐降低;次固结系数受排水距离的影响不大;次固结系数随固结压力的增加而增大,增大的幅度与软黏土的固结状态有关,次固结系数随固结压力变化曲线的转折点出现在与先期固结压力pc有关的某一范围处。(2)开展了一系列不同排水距离的一维K0侧限固结试验,通过试验得到多种不同厚度软黏土样的?-lgt曲线及主固结完成时的应力-应变曲线(E-O-P曲线),验证了假说B的正确性。随着排水距离的增加,土样的主固结完成时间增加,主固结完成时的应变值增加,但次固结系数变化不大。针对不同含砂率的软黏土开展了不同排水距离的一维K0侧限固结试验,试验结果进一步表明,影响土体主固结阶段蠕变变形量的主要因素是次固结系数及主固结完成时间。(3)开展了多种不同含砂率软黏土的三轴固结不排水剪切试验,试验成果表明:软黏土应力-应变关系都呈现出显著的率相关性,随着剪切速率增大,软黏土的固结不排水抗剪强度也随之增大;随着围压和含砂率的增大,这种率相关性会有所减弱;土样在剪切过程中,超静孔压随应变的发展呈现出明显的滞后性,随着剪切速率的增大,这种延迟效应越来越明显;含砂率在一定范围内,软黏土的固结不排水抗剪强度随含砂率的增大反而有所减小,当含砂率继续增大到某一临界值时,固结不排水抗剪强度则会随含砂率增大而增大。
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