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基于室内试验的土体流变本构模型及其应用研究
| 论文题名： | 基于室内试验的土体流变本构模型及其应用研究 |
| 关键词： | 桥梁基础;沉降机理;室内试验;土体流变;本构模型 |
| 摘要： | 由于软黏土具有较为明显流变特性，而实际工程中的桥梁基础常常会遇到这类流变特性明显的软弱土层，以往的桥梁基础设计方法只关注其短期承载性能，忽略软黏土的流变特性，这点可能会成为工程耐久性的一种潜在的威胁。故研究软土的流变特性、寻找合适的流变本构模型并确定模型参数对于工程长期性能的研究和探寻合理实用的考虑基础时效变形的设计方法具有指导意义。本文依托973计划项目《特大跨桥梁全寿命灾变控制与性能设计的基础研究》的第四子课题《复杂环境下深水基础承载行为演变与长期性能设计》，结合望东长江公路大桥工程，对该工程中涉及的淤泥质粉质黏土展开三轴固结不排水剪切试验研究及三轴固结不排水蠕变试验研究。 本文主要研究工作和结论如下: (1)对该淤泥质粉质黏土进行三轴固结不排水剪切试验，分析研究其强度、变形及孔隙水压力变化特性，确定其常规物理力学参数。 (2)在相关文献的基础上，结合现有试验条件制定可操作性较强的蠕变试验方案，对淤泥质粉质黏土进行三轴固结不排水蠕变试验，分别使用线性法与陈氏法两种方法处理分级加载的蠕变试验数据得到分别加载的蠕变曲线，分析比较了这两种方法的优缺点，发现陈氏法处理所得结果更加适合本文中的试验对象——具有明显非线性流变特性的淤泥质粉质黏土。 (3)分别利用两种经验蠕变速率方程与双曲线模型拟合的偏应力—瞬时应变关系结合构造的经验模型与两种线性黏弹性流变模型拟合本次试验所得蠕变曲线，确定了这些模型相对应的参数。 (4)利用三参量黏弹性模型计算分析单桩与群桩在考虑土的蠕变效应时的承载性能的变化。单桩计算结果表明参数ηk的变化影响沉降发展到稳定值需要的时间，而不影响沉降的初始值与最终值;参数Gk的变化不影响沉降的初始值，但会影响沉降的稳定值及沉降发展到稳定值所需要的时间;参数G1的变化影响沉降的初始值与稳定值，但不影响土体蠕变引起的沉降值，也不影响沉降发展到稳定值所需要的时间。群桩计算结果表明在黏弹性地基中带刚性承台的高桩群桩中各基桩的桩顶反力随时间的变化很小，可近似认为其不随时间变化。 通过本文的研究可以看出黏性土具有明显的流变特性，由土的流变特性导致的桩基沉降在总沉降中占有较大比例，忽略土的流变特性可能会对工程的耐久性产生威胁。 |
| 作者： | 茅燕兵 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 戴国亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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