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固结试验是岩土工程建设中必须进行的常规测试项目,固结试验方法改进是岩土工程界的一个研究热点。传统的分级加载固结试验(简称IL固结试验)因其试验时间较长、试验数据较少,且不能测定试验过程中孔隙水压力的变化情况,经常不能很好的应用于实际工程中。本文采用常速率应变固结试验(简称CRS固结试验),研究了不同软黏土的原状样和重塑样的固结压缩特性,不仅能够大大的缩短试验时间,而且能够连续的记录试验数据,其中包括孔隙水压力的变化。
本文利用中直径固结仪制备不同应力水平的重塑样,并对不同软黏土的原状样和重塑样开展IL固结试验和不同应变速率的CRS固结试验,探讨了IL固结试验应变速率的变化规律;研究了CRS固结试验中应变速率和应力水平水对固结特性的影响;分析了CRS固结试样中孔隙水压力的变化规律;阐述了CRS固结试验与IL固结试验的试验结果对比,并且确定了CRS固结试验的合理应变速率取值范围。论文主要内容和主要成果如下:
(1)通过中直径固结仪制备不同应力水平的重塑样,对不同软黏土的原状样和重塑样开展不同应变速率的CRS固结试验和IL固结试验。
(2)根据IL固结试验的试验结果,计算固结初期0.025min、固结度为90%和主固结完成时的应变速率ε0.025、εt90和εeop,通过这三个应变速率的讨论分析,得出了IL固结试验过程中应变速率的变化规律。
(3)根据CRS固结试验的试验结果,得出了不同应变速率的CRS固结试验的应力-应变-应变速率曲线;阐述了应变速率对固结屈服压力pc、压缩指数Cc、固结系数cv、体积压缩系数mv和渗透系数k的影响规律,并且分析了引起这些参数变化的机理。
(4)根据应变-孔压曲线,分析了应变速率对孔隙水压力和水力梯度的影响规律;讨论了CRS固结试验中各应力指标与时间的关系。
(5)通过CRS固结试验和IL固结试验的试验结果对比分析,并结合(ub/σv)max值确定了合理的应变速率取值范围。