天津海积软土次固结特性及其沉降预测模型研究

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海积软土的物质组成和结构特征十分复杂,而且受外界条件的影响比较大,其具有孔隙比大、天然含水率和有机质含量高、流变性大、压缩性高、承载力低等工程特点。软土还具有明显的次固结特性,导致滨海地区的工程建设面临许多技术难题,诸如变形的稳定性、流变性和次固结、不均匀沉降、大固结变形、经处理后地基的沉降预测等。为了研究海积软土的次固结特性,作者选用取自天津港东疆港区伊犁路、青海路工程的10m埋深淤泥质海积黏土,对其进行正常分级加载单向固结试验和预压分级加载单向固结试验,并进行试验结果的相关分析,得到了有关海积软土次固结特性的一些规律和总结,并总结出一些对天津滨海地区软土相关工程具有指导意义的建议和结论,具体如下:(1)试验试样的前期固结压力p_c约为87kPa,主、次固结分界点时刻为90~100min。加荷比的改变会使-曲线的峰值偏移,且峰值后的次固结系数随加荷比η的增大、减小而增大、减小。次固结系数C_a随固结压力的增加,先增加至一峰值,然再减少,其峰值所在位置在p_c附近。(2)预压后的试样,其C_a-p曲线不存在峰值,C_a随固结压力p的增加而增加,并最终趋于一恒定值;且固结压力C_a稳定后的值与预压荷载的大小成正比关系,预压荷载越大,C_a稳定后的数值也越大。(3)本次试验对于未进行预压试样,其次固结系数C_a与压缩指数C_c之比相对比较离散,C_a/C_c的值在0.011 0.027之间;对于经过预压处理的试样,次固结系数与压缩指数呈现良好的线性关系,C_a/C_c的值在0.023 0.034之间。此外作者还分析了软土次固结问题对实际工程的影响,介绍了相关的工程案例,明确了对软土次固结沉降模型研究的必要性。从当前工程常用的Buisuman模型入手,分析了其存在的问题。从Buisuman的改进模型、双曲线模型、结构土次固结模型三个大的方面,介绍了一些学者提出的新的模型,并对其适用性和合理性进行分析。
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