《考慮雙尺度的軟粘土地基再壓縮理論研究》是依託浙江大學，由謝新宇擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：考慮雙尺度的軟粘土地基再壓縮理論研究
- 依託單位：浙江大學
- 項目負責人：謝新宇
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本課題考慮微觀和巨觀雙尺度，研究堆載預壓後軟粘土地基在長期荷載作用下的微觀結構特性和力學性能，建立軟粘土變形的微結構模型與應力應變本構關係。基於室內SEM試驗、MIP試驗、非線性滲流固結壓縮試驗以及其他常規土工試驗，通過考慮土中水的非線性滲流特性與滲流機制研究，得到描述其滲流過程的數學表達，同時綜合考慮土體的非線性壓縮等複雜因素的影響，建立軟粘土再壓縮理論。開展數值分析和某些理想條件下的解析求解深入研究軟粘土地基的再壓縮性狀，並通過溫州機場、寧波機場等工程的實測數據進行驗證，從而為軟粘土地基處理工程提供更加完善、實用的理論指導。
結題摘要
長江三角洲附近廣泛分布著深厚的軟粘土，建於其上的建築物隨著時間的推移往往會產生過大的沉降或不均勻沉降，因此有必要從巨觀和微觀兩個尺度，對軟粘土的力學特性特別是再壓縮特性進行研究。本次研究主要分為三部分內容：軟土的微結構力學模型研究，軟土的非線性滲流與再壓縮特性研究和軟土的非線性流變固結理論研究。 軟土的微結構力學模型研究方面，基於已有的軟粘土微觀研究成果，建立軟粘土微結構突變模型，並針對寧波粘土和杭州軟粘土進行了微觀試驗。研究結果表明：通過唯象理論的方法建立的軟粘土微結構突變模型與本構關係，能夠描述軟粘土流變固結的力學特性；隨著固結應力增加，團粒間孔隙不斷減少，而團粒內孔隙則未表現出大的變化；主固結和次固結都發生在大而脆弱的孔隙中，是相同的物理過程。 軟土的非線性滲流與再壓縮特性研究方面，考慮了軟土的幾何非線性和材料非線性，建立了不同條件下的非線性大應變固結方程，並採用數值方法求得其解答。研究結果表明：相對於假定固結係數等參數保持不變，考慮土體複雜非線性的計算結果更符合實際；土層厚度不大時，可以對土體自重進行簡化考慮，大多數情況下不能完全忽略土體自重的影響；軟土地基內不同深度處水力梯度的變化都呈現先增大後減小的趨勢，可進一步劃分為五個階段。 軟土的非線性流變固結理論研究方面，分別考慮了軟土應力歷史，軟弱下臥層、軟土老化等因素，建立了不同情況下的軟土流變固結方程，並採用解析方法或數值方法求得其解答。研究結果表明：土體壓縮性的影響主要體現在固結初期，而粘滯性係數主要影響土體長期變形；軟弱下臥層的存在會減慢固結速率；土體老化會造成非線性特性，土體的老化越強，產生的準先期固結應力越大。
