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尽管Terzaghi一维固结理论的应用较为广泛,但是在预测饱和低渗地基沉降的的时候,与实际测的值有很大的出入。其原因可能是未考虑流变特性和非达西渗流对固结的影响等。本文运用改进的试验装置,对河南某地饱和黏土的流变特性和渗流特性进行较深入的研究,然后考虑主次固结的耦合效应,修正了太沙基一维固结方程。主要成果如下:
首先简要介绍了改装后的一维流变固结试验装置,该装置可以交叉进行渗透和流变固结试验。通过该装置对渗流符合达西定律的河南某地区饱和黏土进行一维流变固结试验和渗透试验,试验中测量了孔隙水压力。试验结果表明,该土中的渗流可用达西定律捕述,孔隙比与渗透系数的对数可近似为线性关系;而且该土的次固结系数与固结压力有关,当固结压力等于200kPa时,其值最大。同时试验还发现,孔隙水压力有滞后现象。
然后,引入殷宗泽等(2003)修正的孔隙比和时间对数关系式来描述正常固结饱和黏土固结过程中的流变固结现象,分别考虑达西渗流和非达西渗流的影响修正了太沙基一维固结方程,并给出了有限体积法数值计算格式。据此探讨了流变参数对正常固结土固结过程的影响。计算结果表明,流变效应使黏土层的固结速度变慢,类似曼德尔效应的现象也被发现,在加载初期,在不排水面,超静孔隙水压有升高。同时也表明,荷载大小对流变固结进程有一定的影响。