汕头吹填软土非线性流变模型试验研究

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吹填土广泛分布于我国沿海地区,其特殊的物理力学性质使其具有明显的流变性。这使得吹填土作为地基后容易发生工程病害。为了研究吹填软土的流变机理,选取含水率为28.80%~70.85%,塑性指数为14.90~40.00的汕头市东部城市经济带原状吹填土样,进行了基本土工试验和一系列流变试验,得到了如下结果:(1)分析了汕头原状吹填软土的物理特性和力学特性,其中物理特性分析了含水率、孔隙比和密度等基本物理指标和其他物理指标的关系,力学特性采用了邓肯—张模型进行描述。结果表明:除塑性指数之外,其他物理指标之间均具有良好的线性相关性。在本文所选土样范围内,邓肯—张模型参数K、n、c、φ、kb和m均变化较大,Rf值在0.54~0.89之间波动。(2)基于室内一维流变试验,采用“陈氏加载法”,分析了吹填软土次固结特性的影响因素。结果表明:荷载等级和超载比均与次固结系数呈良好的指数关系,再压缩荷载与次固结系数比呈良好的指数关系;在含水率和塑性指数较低时,次固结系数较小;当含水率和塑性指数升高时,次固结系数也相应的变大。(3)基于室内一维流变试验数据,分别建立了与含水率有关的Singh-Mitchell经验模型和具有k、j、m、n四参数的Logistic经验模型并在原有Burgers体模型的基础上,结合饱和土的有效应力原理,提出了针对吹填软土的修正Burgers体模型。(4)结合实际工程,用拟合出的三种流变模型计算方法分别与常规分层总和法得出的沉降计算规律进行了对比。对比结果显示含含水率的Singh-Mitchell经验模型计算方法、Logistic经验模型计算方法、修正Burgers体模型计算方法与常规分层总和法50年的计算沉降误差分别为0.5%、0.3%、0.1%。
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