低应力水平下吹填土的固结特性研究

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吹填土具有含水率高、压缩性大、强度低、渗透性差等多方面不利的工程特性,在实际使用过程中需要对其进行加固处理。但是,目前对吹填土的固结变形机理尚未完全明确,存在着理论落后于实际的现状,因此有必要对低应力水平下吹填土的固结特性开展研究,以进一步深入了解吹填土的固结变形知识。本文结合室内渗透试验、固结试验、真空预压模型试验及其数值模拟分析,取得的研究成果和主要结论如下:(1)室内渗透试验显示,在当含水率处在液限46%至90%之间时,孔隙比e与渗透系数k在半对数坐标系下呈线性关系,当含水率超出此范围以后,二者的关系不再服从半对数线性规律。(2)固结试验显示,吹填超软土在固结过程中,在e-σ′坐标系下存在着由超软土状态向一般软粘土状态固结转化的界点(σ′*,e*)。在界点之前,不同初始含水率的吹填超软土孔隙比沿不同曲线变化;在界点之后,不同初始含水率的吹填超软土孔隙比沿土体所固有的压缩曲线变化。(3)建立了低应力水平下不同含水率的吹填超软土的孔隙比变化公式。(4)通过编制固结程序对真空预压模型试验进行数值模拟,对比分析了固结系数取为常数和固结系数取为有效应力的函数两种情况下的超孔压变化曲线与实测值的差异。计算结果显示:固结系数取为有效应力的函数求得的超孔压与实测值更为接近;两种情况下的超孔压随深度的变化曲线差异显著。(5)对固结系数取为有效应力的函数时的孔隙比变化曲线、渗透系数变化曲线、压缩系数变化曲线、固结系数变化曲线进行分析,可以看出在固结初期,各项参数变化较大,在固结后期各项参数变化幅度较小,基本可以视作常数。(6)在吹填土固结初期,应当考虑渗透系数、压缩系数、有效应力、孔隙比相互作用对固结系数的影响,以更真实的反映吹填土的固结过程。(7)低应力水平下,通过固结试验来确定吹填土固结系数的方法不再适用。
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