考虑温度影响的软土长期变形特性及固结理论研究

来源 :宁波大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:huaweihbl999
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
考虑温度影响的软土和软土地基变形特性是当今岩土工程领域颇为关注的研究课题之一,其在各种涉温工程中都具有广泛的应用背景。在总结国内外相关领域研究现状的基础上,基于室内试验和解析理论研究了考虑温度影响的软土及软土地基的长期变形特性。主要内容包括:
  (1)基于温控固结仪,开展了一系列热固结压缩试验,研究了不同超固结比(OCR)对软黏土热固结特性的影响,结果表明:在OCR较小的情况下,加温将使软黏土产生沉降;OCR越小,沉降量越大,降温后回弹越少。在OCR较大的情况下,加温使得软土产生膨胀;降温后膨胀可部分恢复,且OCR越大恢复量越大。根据测试结果拟合了考虑OCR影响的热固结经验关系式。
  (2)通过开展不同温度下的分级加载固结压缩试验,研究了温度对软土次固结系数的影响。试验结果表明:温度和荷载都是影响软土次固结系数的因素;温度越高,次固结系数越大;软土次固结系数与压缩指数的比值区间为0.021~0.024。基于试验数据,拟合了温度-荷载-次固结系数之间的经验关系式。
  (3)将孔隙比变化视为由有效应力变化、温度变化与次固结引起的三部分,推导了软土应力应变关系,通过联立热平衡方程与连续性方程,建立考虑次固结的软土地基一维非线性热固结理论,并对其进行解析求解。算例分析表明:考虑次固结的孔压消散速度与固结速度较不考虑次固结的慢;考虑次固结与温度耦合的解答与仅考虑次固结的解答相比,孔压消散速度或固结速度更快;升温能加快孔压的消散,加速土体的固结,减小软土地基工后长期沉降。
  (4)在前文研究基础之上,进一步考虑温度及应变率对土体压缩指数的影响,建立了考虑温度与应变率耦合作用的软土地基一维非线性热固结理论,并进行简化求解。算例分析表明:考虑应变率与温度耦合的固结理论得到的固结速率较传统太沙基固结理论快,且应变率越大固结速率越快;而在某一应变率下,温度越高,固结速率越快,但这种趋势随温度增加而逐渐减缓。
其他文献
随着我国建筑产业的转型升级,装配式混凝土结构在我国得到大力推广。作为装配式混凝土结构节点连接主要方式的钢筋套筒灌浆连接,在灌浆过程中常因施工因素造成灌浆不饱满的缺陷,影响结构的整体性能和抗震性能。针对这一缺陷目前国内尚未形成有效的检测技术,这已然制约了装配式混凝土结构在我国的推广。  本文利用压电阻抗技术对套筒灌浆饱满度缺陷进行了识别试验研究。首先分析了套筒灌浆饱满度缺陷形成机理,从理论上分析了利
随着我国城市建设的飞速发展,淤泥加固化技术应用越来越广泛,作为一种新型的淤泥固化剂,镁质水泥复合固化剂具有节能、环保、原材料丰富等优点。采用其对宁波地区的软土进行加固处理,软土力学性能得到了显著改善。然而,目前针对镁质水泥固化土的力学性能方面的研究比较匮乏,相关的系统性研究尚未展开。因此,本文以宁波地区的软土为固化对象,通过开展镁质水泥固化土的一维压缩试验、三轴剪切试验、XRD衍射分析试验以及SE
学位
地埋热力管道工程作为城市重要基础设施工程,近年来随着城市发展其覆盖面越来越广。地埋管道一旦发生破裂,就有可能引发爆炸,对城市环境以及市民安全构成了巨大的威胁。针对这些现象,本文展开了针对地埋热力管道管土相互作用的研究。给出了考虑热水力耦合的地埋管道管土相互作用近似计算方法,对地埋热力管道正常运行下管身应力、周边土体温度场、孔压场变化以及静载作用下管身应力响应等方面展开了研究,主要内容包括:  (1
预制拼装桥梁构件在桥梁工程中的应用越来越广泛,目前装配式桥梁主要用于跨海大桥和城市高架桥梁,预制拼装施工主要优点有:施工进度快、施工质量高、环境污染小等,预制拼装桥梁在灾害抢险、大型跨海工程等领域具有较好的应用前景。公路中小跨径桥梁主要采用桩柱式桥墩加盖梁作为下部结构,中小跨径桥梁上部结构一般采用预制T型梁、空心板梁和预制小箱梁等形式,已经实现了预制施工,但是下部结构预制施工还不成熟。为了推广中小
学位
悬浮颗粒在对于保护地下水资源免受微生物和固体颗粒结合污染物的污染至关重要,研究多孔介质中悬浮颗粒的迁移特性是近年来环境岩土工程领域的热点课题。为此,本文首先对经典控制方程进行修正,开展瞬时注入和短时注入情况下悬浮颗粒的一维和三维迁移理论研究。其次,在悬浮颗粒一维修正模型的基础上,引入随机模型,求解出含有随机参数的理论解析解,分析了随机参数对悬浮颗粒迁移特性的影响;并在试验环境温度、pH、渗流速度和
学位
帽型薄壁钢-轻骨料混凝土组合板是一种以钢-混凝土组合梁为基础演变而来的新型组合板,由帽型薄壁钢梁形成钢骨架,再通过螺栓、连接件与预制轻骨料混凝土单元板相连形成。这种组合板具有较高的刚度、承载力以及自重较轻等优点,钢梁与预制单元板可在加工厂预制,提高施工效率,继而获得良好的经济效益。这种组合板可应用于建筑结构中的楼板以及桥梁结构中的桥面板等领域,应用前景广阔。目前对这种新式组合板的研究较少,缺乏完善
热交换桩在能源危机这一大背景下应运而生,它作为一种新型节能技术,将环保、节能的概念融入到桩基工程中,其经济、环境和社会效益是巨大的。虽然热交换桩的应用已经很广泛,对于热交换桩的传热性能,国内外有很多学者对此做了研究,但是目前较少有针对其桩土力学特性方面的研究。并且,为数不多的国内外学者,对热交换桩的研究停留在现场试验、模型试验与数值分析。现场试验周期长、耗资大,模型试验与数值分析又不能准确描述热交
学位
作为岩土工程设计中一个重要参数,地基承载力取值的不合理会引发众多软土工程问题,因此安全且科学地估计土层的地基承载力一直是岩土工程领域的重要课题。地基承载力取值的难点在于其计算参数和计算模型的不确定性,结合以往的工程经验,正视并处理这两类不确定性能提高设计的可靠程度,增加工程的安全性。本文以宁波市轨道交通地铁1号线和2号线以及宁波-奉化城际快轨的地基承载力勘察数据为例,以贝叶斯理论为基础,结合相关数
学位
基坑开挖会改变周围土体中的应力场和位移场,并可引起邻近地铁隧道产生附加应力和变形,进而可影响地铁的正常运营及结构安全,因此如何保护地铁隧道的安全尤为重要。目前,跟踪注浆法作为一种新型保护措施广泛应用在地铁保护中,但是关于基坑施工跟踪注浆对既有地铁隧道沉降和变形方面的工程应用和研究较少。为此,本文通过室内模型试验、现场试验及有限元模拟研究了跟踪注浆法对地铁隧道的保护机理,对比确定了注浆模拟参数,并利
学位
开口管桩沉桩期间除向桩外侧排土产生挤土位移外,还会在管桩内腔产生土塞,两者相互影响,使得整个管桩的贯入机理复杂化。本文基于摄影测量,透明土与PIV技术组成的可视化试验系统,从变形的角度阐述了开口管桩的贯入机理;后续对无限土体中圆孔扩张问题做了弹塑性分析,最后研究了管桩在半无限土体中沉桩引起的挤土位移和管桩沉桩阻力。主要工作与成果如下:  1.进行了数根截面尺寸不同的管桩静压可视化试验。发现管桩内半
学位