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基于非Darcy渗流的饱和黏土一维固结理论 被引量:52
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作者 刘忠玉 孙丽云 +1 位作者 乐金朝 马崇武 《岩石力学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期973-979,共7页
按Terzaghi饱和黏土一维固结理论得到的固结度理论值有时与实际值之间存在较大的误差,其原因之一是忽略了某些饱和黏土中孔隙水的渗流对Darcy定律的偏离。引入可以同时考虑低速渗流曲线段和较高速渗流直线段的非Darcy渗流方程,重新推导... 按Terzaghi饱和黏土一维固结理论得到的固结度理论值有时与实际值之间存在较大的误差,其原因之一是忽略了某些饱和黏土中孔隙水的渗流对Darcy定律的偏离。引入可以同时考虑低速渗流曲线段和较高速渗流直线段的非Darcy渗流方程,重新推导饱和黏土一维固结方程,并采用有限体积法对该方程进行数值求解。与Terzaghi饱和黏土一维固结理论解析解的对比,证明该方法的有效性。在此基础上,探讨非Darcy渗流参数对固结过程的影响。计算结果表明,非Darcy渗流延缓了饱和黏土中孔隙水压力的消散速度,故使得地基的固结速度比Terzaghi一维固结理论值要慢。同时,除固结系数外,综合直线渗流起始水力梯度i1、土层厚度H、地面荷载p0等3个参数的指标I1也是表征饱和黏土渗透固结特性的一个重要指标。最后,讨论Terzaghi一维固结理论的适用范围。 展开更多
关键词 土力学 固结理论 饱和黏土 有限体积法 非DARCY渗流 沉降 固结度
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基于分数阶Kelvin模型的饱和黏土一维流变固结分析 被引量:27
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作者 刘忠玉 杨强 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第12期3680-3687,3697,共9页
引入基于Caputo分数导数的弹壶元件修正Kelvin模型,以描述饱和黏土的一维流变本构关系。沿用Terzaghi饱和土一维固结理论的假设推导流变固结方程,引入Laplace变换和基于Fourier级数展开的Laplace数值逆变换解法进行数值求解。通过与基... 引入基于Caputo分数导数的弹壶元件修正Kelvin模型,以描述饱和黏土的一维流变本构关系。沿用Terzaghi饱和土一维固结理论的假设推导流变固结方程,引入Laplace变换和基于Fourier级数展开的Laplace数值逆变换解法进行数值求解。通过与基于整数阶导数模型解析解的对比,证明数值解法的有效性。通过对文献中一维流变固结试验结果的模拟,验证修正Kelvin模型的适用性。然后分析弹壶元件中分数导数阶数和黏滞系数对地基流变固结进程的影响。计算结果表明,在固结开始相当长的一段时间内,孔隙水压的整体消散速度要快于Terzaghi一维固结理论,但在固结后期则会慢于后者;而且在整个固结过程中,地基沉降速率都要慢于后者。总体来看,地基沉降滞后于孔压消散,并且分数导数阶数越小或黏滞系数越大,这种现象就越明显,而且沉降稳定需要的时间越长。 展开更多
关键词 流变固结 分数阶导数 KELVIN模型 LAPLACE变换 孔隙水压力 固结度
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软土抗剪强度与固结度关系的试验研究 被引量:24
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作者 何群 冷伍明 魏丽敏 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期51-55,共5页
通过对常(德)—张(家界)高速公路软土路基中的土样进行大量的固结和直剪试验,探讨了在不同固结压力作用下,抗剪强度指标c,φ随固结度U的变化规律,研究了一次性加载与逐级稳定加载对抗剪强度指标随固结度变化规律的影响。结果表明,荷载1... 通过对常(德)—张(家界)高速公路软土路基中的土样进行大量的固结和直剪试验,探讨了在不同固结压力作用下,抗剪强度指标c,φ随固结度U的变化规律,研究了一次性加载与逐级稳定加载对抗剪强度指标随固结度变化规律的影响。结果表明,荷载1次施加时,内摩擦角φ随固结度U的增加而增加,粘聚力c在固结度U>30%时会随U的增加而有所增大,不同加载方式对抗剪强度指标c的影响较大而对φ的影响较小。给出了固结度与抗剪强度指标之间的拟合公式,其拟合结果对软土路基的安全填筑具有指导意义。 展开更多
关键词 固结度 试验研究 抗剪强度指标 软土路基 变化规律 直剪试验 高速公路 压力作用 内摩擦角 拟合公式 加载方式 一次性 粘聚力 土样
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动力排水固结法浅析 被引量:17
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作者 王发国 丘建金 张大中 《土工基础》 1997年第1期21-24,共4页
介绍动力排水固结法的特点,给出该法的设计原则、固结度计算方法。
关键词 固结度 动力排水固结法 软土地基 地基加固
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排水条件对不同固结度软黏土动力特性影响试验研究 被引量:21
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作者 丁智 张涛 +1 位作者 魏新江 张孟雅 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期893-899,共7页
地铁隧道下卧土层由于施工扰动通常存在不同固结度,列车荷载下土体应变规律也有所差异,进而产生不均匀沉降。通过室内动三轴试验系统对杭州饱和软黏土进行动力测试,研究了排水条件、固结度、振动次数对软黏土动孔压和应变的影响,在试验... 地铁隧道下卧土层由于施工扰动通常存在不同固结度,列车荷载下土体应变规律也有所差异,进而产生不均匀沉降。通过室内动三轴试验系统对杭州饱和软黏土进行动力测试,研究了排水条件、固结度、振动次数对软黏土动孔压和应变的影响,在试验和现有研究成果的基础上建立了考虑初始固结度、振动次数、排水条件的应变软化模型。结果表明:固结度愈高的土体,孔压发展愈缓慢,并且随振动次数增加,在较低的孔压水平就可达到稳定,排水条件下的孔压发展规律可由不排水试验获取。土体应变随循环次数的增加而增加,随固结度的增加而降低;提出的应变模型考虑了荷载循环过程中土体的排水,可以较好地模拟不同固结度下饱和软黏土的应变发展规律。 展开更多
关键词 饱和软黏土 固结度 排水条件 孔压 应变
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分级连续加载条件下原状膨胀土固结变形研究 被引量:20
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作者 陈伟志 蒋关鲁 +1 位作者 王智猛 李安洪 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期710-716,共7页
由固结系数Cv与有效应力??和孔隙比的关系,推导了考虑固结系数变化的分级连续加载固结控制方程。根据方程的解析解得到了分级连续加载的沉降计算公式。结合云桂高速铁路建设,以高路堤分段堆载方式为研究依据,在GDS三轴试验系统开展原状... 由固结系数Cv与有效应力??和孔隙比的关系,推导了考虑固结系数变化的分级连续加载固结控制方程。根据方程的解析解得到了分级连续加载的沉降计算公式。结合云桂高速铁路建设,以高路堤分段堆载方式为研究依据,在GDS三轴试验系统开展原状膨胀土分级连续加载K0固结试验。结果表明:沉降与时间关系在加载期呈折线式发展,稳载期呈双曲线变化;膨胀土的应力-应变关系呈阶梯式变化;当??≤c?时,固结系数随有效应力呈先增大而后减小,当??>c?时,固结系数随有效应力呈波动持续减小。固结度理论计算值与试验结果相比,考虑固结系数变化的固结度计算比固结系数为定值更准确。分级连续加载沉降计算公式可作为分析高速铁路路基沉降-时间关系的参考方法。 展开更多
关键词 分级连续加载 固结系数 原状膨胀土 固结度
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真空联合堆载加固软土路基实例分析 被引量:20
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作者 陈兰云 赵权威 《建筑技术》 北大核心 2016年第9期815-817,共3页
我国沿海及内陆分布着大量软土,这种软土具有天然含水量高、孔隙比大、渗透系数小、压缩系数大,抗剪强度低的特点。分析对软土路基加固前后土的各项指标、十字板剪切强度、孔隙水压力变化、堆载施荷进行分析,同时对固结度进行验算对比,... 我国沿海及内陆分布着大量软土,这种软土具有天然含水量高、孔隙比大、渗透系数小、压缩系数大,抗剪强度低的特点。分析对软土路基加固前后土的各项指标、十字板剪切强度、孔隙水压力变化、堆载施荷进行分析,同时对固结度进行验算对比,可供真空联合堆载预压加固沿海软土地基参考。 展开更多
关键词 真空联合堆载预压 十字板剪切强度 孔隙水压力 固结度
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考虑复杂荷载及井阻非线性时竖井地基固结解析解研究 被引量:16
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作者 黄朝煊 邓岳保 《水文地质工程地质》 CAS CSCD 北大核心 2017年第1期57-63,77,共8页
根据浙江沿海地区滩涂围垦中的淤泥基础海堤工程设计经验,认为软土工程中竖井地基固结计算需考虑井阻随时间的影响,基于竖井渗透系数随时间指数衰减关系假定,利用竖井地基径向固结理论和等应变假设,并考虑多级线性加载及循环荷载等复杂... 根据浙江沿海地区滩涂围垦中的淤泥基础海堤工程设计经验,认为软土工程中竖井地基固结计算需考虑井阻随时间的影响,基于竖井渗透系数随时间指数衰减关系假定,利用竖井地基径向固结理论和等应变假设,并考虑多级线性加载及循环荷载等复杂荷载作用,重新推导了考虑井阻非线性影响下竖井地基固结解析解,通过与TANG X W等(2000)、Zhu G等(2004)恒定井阻地基固结理论的对比,验证了本文理论的正确性。根据本文理论,通过对比分析,认为线性加载时间越长,竖井地基前期固结速率越慢,与骤加恒载工况差异越显著。在循环荷载作用下,地基固结速率一般介于荷载最大值和荷载最小值的恒载情况之间;且固结度随外荷载的波动而相应地滞后性震荡,竖井渗透系数衰减越快,其震荡越明显,最终趋向于稳定震荡。 展开更多
关键词 径向固结理论 井阻非线性 复杂荷载 固结度 解析解
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固结度与加载方式对软土抗剪强度的影响 被引量:13
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作者 何群 冷伍明 +1 位作者 魏丽敏 王永和 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期29-32,共4页
在软土地基上修筑高速公路路堤的过程中,路基土抗剪强度指标的变化与路堤填筑时间和方式密切相关,考虑其间关系可以获得更安全、经济的填筑方法。本文通过大量室内固结、直剪试验,探讨不同固结压力作用下,抗剪强度指标c、φ随固结度U的... 在软土地基上修筑高速公路路堤的过程中,路基土抗剪强度指标的变化与路堤填筑时间和方式密切相关,考虑其间关系可以获得更安全、经济的填筑方法。本文通过大量室内固结、直剪试验,探讨不同固结压力作用下,抗剪强度指标c、φ随固结度U的变化规律。研究一次性加载与逐级稳定加载对抗剪强度指标随固结度变化规律的影响,给出了固结度与抗剪强度指标之间的拟合公式,结果对软土路基的安全填筑具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 软土 直剪试验 固结试验 抗剪强度 固结度
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软基加固检测孔隙水压力分析 被引量:9
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作者 孔德金 苗中海 《港工技术》 北大核心 2000年第3期43-46,共4页
分析了软基加固确定孔隙水压力的影响因素 :孔隙水压测头埋设产生上扰动 ;测头自身沉降 ;土的非线性特性 ;浅层土的垂直水平双向固结 ;测头在塑料板间位置 ;
关键词 孔隙水压力 软基加固 压缩度 消散度 排水半径
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真空预压在有轨电车软土地基中的应用及数值模拟研究 被引量:15
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作者 庄妍 王晓东 崔晓艳 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第S1期141-146,共6页
近年来真空预压法在软土地基处理中得到广泛应用,基于南京某有轨电车软土地基真空预压处理工程实例进行数值模拟研究。对比加固区沉降、孔压结果可以看出:数值模拟结果偏大于现场监测结果,误差约为2.4%~32.5%,验证了数值模型的正确性。... 近年来真空预压法在软土地基处理中得到广泛应用,基于南京某有轨电车软土地基真空预压处理工程实例进行数值模拟研究。对比加固区沉降、孔压结果可以看出:数值模拟结果偏大于现场监测结果,误差约为2.4%~32.5%,验证了数值模型的正确性。通过变化塑料排水板的通水能力、间距、打设深度影响因素,可以看出:塑料排水板打设深度对软土表面的沉降影响较大。通过沉降和孔隙水压力估算软土的固结度分别为93.4%和88.3%,说明了真空预压法对该软土地基的加固效果明显。 展开更多
关键词 真空预压 塑料排水板 固结度
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吹填土地基在真空预压插板期间的沉降计算 被引量:15
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作者 孙立强 闫澍旺 +1 位作者 何洪娟 李伟 《水利学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第5期588-594,共7页
吹填土为欠固结土,吹填土地基在真空预压插板过程中会产生固结沉降。本文提出吹填土地基真空预压产生的沉降是由插板期间发生的固结沉降和真空预压期间发生的固结沉降两部分组成。现场监测表明吹填土地基在真空预压插板期的沉降占总沉降... 吹填土为欠固结土,吹填土地基在真空预压插板过程中会产生固结沉降。本文提出吹填土地基真空预压产生的沉降是由插板期间发生的固结沉降和真空预压期间发生的固结沉降两部分组成。现场监测表明吹填土地基在真空预压插板期的沉降占总沉降的30%~50%,但在目前的设计计算中未能考虑。本文通过分析吹填土地基各土层的受力状态,提出插板期间各土层的沉降量计算方法,计算结果与现场试验结果比较吻合,从而完善了真空预压软基加固沉降计算方法。本文同时深入研究了真空预压各施工时段固结度的计算方法。 展开更多
关键词 真空预压 沉降 固结度 软基加固 吹填土地基
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基于Hansbo渗流的理想砂井地基固结分析 被引量:14
13
作者 刘忠玉 焦阳 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期792-801,共10页
室内试验和现场观测表明,许多饱和黏性土中的渗流在小水力梯度时不能用Darcy定律描述,这应该是导致基于Darcy渗流的传统砂井固结理论有时不能很好地解释某些砂井地基固结特性的原因。引入同时考虑低速渗流幂函数曲线段和较高速渗流直线... 室内试验和现场观测表明,许多饱和黏性土中的渗流在小水力梯度时不能用Darcy定律描述,这应该是导致基于Darcy渗流的传统砂井固结理论有时不能很好地解释某些砂井地基固结特性的原因。引入同时考虑低速渗流幂函数曲线段和较高速渗流直线段的Hansbo渗流方程描述非Darcy渗流,在自由竖向应变假定下修正了Barron的理想砂井地基固结方程,并给出了有限差分法数值求解格式。据此探讨了Hansbo渗流参数、地基厚度等对砂井地基固结进程的影响。计算结果表明:和Darcy渗流相比,Hansbo渗流延缓了砂井地基内的孔压消散速度,导致固结速度变慢,并且径向排水对孔压消散的作用会更显著。如将Hansbo渗流方程简化为幂函数形式,则往往会高估砂井地基的固结程度,特别是在固结的初期。最后对比了自由竖向应变假定和等竖向应变假定对计算结果的影响。 展开更多
关键词 理想砂井 固结 Hansbo渗流 有限差分 固结度
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基于考虑时间效应UH模型的一维固结分析 被引量:14
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作者 胡晶 姚仰平 《北京航空航天大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期1492-1498,共7页
结合考虑时间效应的统一硬化(UH)模型得到一维固结下土的一维应力-应变关系,以此建立一维固结控制微分方程,可以统一考虑土的主、次固结变形.采用差分方法对单面排水固结问题进行了分析,加载初期不透水层处存在有效应力减小的松弛现象,... 结合考虑时间效应的统一硬化(UH)模型得到一维固结下土的一维应力-应变关系,以此建立一维固结控制微分方程,可以统一考虑土的主、次固结变形.采用差分方法对单面排水固结问题进行了分析,加载初期不透水层处存在有效应力减小的松弛现象,推导了不透水层处有效应力随时间减小的公式并进行分析.随后,采用数值方法分析了次固结系数、超固结度、压缩回弹系数等因素对固结的影响规律,分析结果也验证了所得公式的结论.此外,通过室内试验对控制方程预测规律进行了验证分析.当主固结基本完成后,变形主要由次固结产生,基于这个条件推导了平均固结度与时间的关系,该公式可以用于计算固结基本完成需要的时间. 展开更多
关键词 统一硬化(UH)模型 蠕变 固结度 沉降变形 孔压
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考虑温度效应的饱和土地基固结理论 被引量:13
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作者 邓岳保 王天园 孔纲强 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期1827-1835,共9页
考虑温度(加热)的固结理论是当今岩土工程领域颇为关注的研究课题之一,其在能源地下工程、核废料处置和热法地基处理等方面具有应用背景。针对现有热固结理论研究的不足,考虑加热对土体固结压缩特性和孔隙水压力的影响,给出了荷载和加... 考虑温度(加热)的固结理论是当今岩土工程领域颇为关注的研究课题之一,其在能源地下工程、核废料处置和热法地基处理等方面具有应用背景。针对现有热固结理论研究的不足,考虑加热对土体固结压缩特性和孔隙水压力的影响,给出了荷载和加热联合作用下饱和土地基固结沉降、超静孔压和固结度的实用计算方法。基于详细的参数计算分析,探讨了热固结理论的合理性。最后开展耦合加热的软土地基和竖井地基模型试验,将理论解答与实测结果进行对比分析,检验理论的准确性与可靠性。研究结果表明,所建立的热固结理论可以分析地基在加热后的回弹与沉降,解释加热引起的超静孔压上升和快速消散,扩展了常温下的经典固结理论,可供涉热岩土工程相关问题分析时参考。 展开更多
关键词 固结理论 沉降 超静孔隙水压力 固结度 温度效应
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十字板剪切试验在软土地基勘察中的应用 被引量:12
16
作者 刘亚洲 权锋 黄兴 《勘察科学技术》 2013年第1期35-38,共4页
十字板剪切试验(VST)是原位测试手段之一,对测定饱和软粘性土的抗剪强度和残余抗剪强度、地基承载力、判断软土固结程度、灵敏度、计算路基稳定性等方面有很好的效果。该文结合武汉四新地区工程实践来具体介绍十字板剪切试验在软土地基... 十字板剪切试验(VST)是原位测试手段之一,对测定饱和软粘性土的抗剪强度和残余抗剪强度、地基承载力、判断软土固结程度、灵敏度、计算路基稳定性等方面有很好的效果。该文结合武汉四新地区工程实践来具体介绍十字板剪切试验在软土地基勘察的应用。 展开更多
关键词 饱和软粘性土 抗剪强度 固结程度 灵敏度 路基稳定性
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真空预压下软土地基的固结特性和沉降计算方法 被引量:10
17
作者 王思刘 张冬琪 +3 位作者 陈纪胜 黄欣 王靖博 傅旭东 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第3期674-682,共9页
地基在真空排水预压条件下产生负的孔隙水压力,但其沉降计算是将膜下真空度作为等效荷载作用于地基上,按照堆载预压沉降计算方法进行的。因此,研究负孔隙水压力下土体的三向固结特性与沉降计算方法具有重要意义。对负孔隙水压力下的典... 地基在真空排水预压条件下产生负的孔隙水压力,但其沉降计算是将膜下真空度作为等效荷载作用于地基上,按照堆载预压沉降计算方法进行的。因此,研究负孔隙水压力下土体的三向固结特性与沉降计算方法具有重要意义。对负孔隙水压力下的典型饱和软黏土样进行三向固结试验和标准固结试验,并将试验结果进行对比分析。建立真空排水预压固结微分方程,根据排水砂层和竖向砂井的边界条件对微分方程进行求解。基于按应力定义的固结度,提出考虑负孔隙水压力和土体三向变形影响的固结沉降计算方法。开展真空排水预压室内模型试验,并根据试验结果确定计算参数的取值范围。研究结果表明:三向固结试验测得的固结系数在3×10;cm;/s~4×10;cm;/s之间,是标准固结试验测得的固结系数的40倍左右;真空预压排水条件下的竖向和径向固结微分方程与砂井固结理论方程具有相同的形式,但排水边界的孔隙水压力为负值;所提出的沉降计算方法得到的固结沉降计算值与实测值最大误差为12%,总沉降修正系数为0.98~1.18时计算值与实测值吻合较好。研究结果对于准确确定真空排水预压法预压工期和工后沉降具有一定参考价值。 展开更多
关键词 真空排水预压法 负孔隙水压力 三向固结试验 模型试验 固结度
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确定固结系数的固结速率半对数法 被引量:9
18
作者 张勇 孔令伟 +1 位作者 白冰 李雄威 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期355-358,共4页
基于太沙基一维固结理论,推导了固结速率与固结时间的解析关系,为固结系数的求解开辟了新方法。该方法避免了图解法的缺陷,消除了初始沉降和次固结的影响。求解中采用最小二乘法原理,便于计算机数据处理。通过与现有方法比较,发现该方... 基于太沙基一维固结理论,推导了固结速率与固结时间的解析关系,为固结系数的求解开辟了新方法。该方法避免了图解法的缺陷,消除了初始沉降和次固结的影响。求解中采用最小二乘法原理,便于计算机数据处理。通过与现有方法比较,发现该方法准确、可靠和简便,可以在实际工程中推广应用。 展开更多
关键词 固结系数 固结 沉降 固结速率 时间因素 固结度 最小二乘法
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饱和粘性土地基固结的概率分析 被引量:8
19
作者 李小勇 谢康和 《工程勘察》 CSCD 北大核心 2001年第4期11-14,共4页
对竖向固结系数的空间概率特征进行了统计研究 ,并进行了固结系数分布类型对固结度的敏感性分析。分析结果显示竖向固结系数的分布类型对固结度的概率计算有较大的影响。为便于工程设计应用 ,文后还提供了设计系数图表。
关键词 饱和粘性土 竖向固结系数 固结度 概率分布
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考虑非Darcy渗流和自重应力的一维固结分析 被引量:10
20
作者 纠永志 刘忠玉 +1 位作者 乐金朝 孙丽云 《同济大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第4期541-548,共8页
基于饱和黏土中渗流的非Darcy特性和变形的非线性,考虑土体埋深和自重应力的影响,修正了Terzaghi 1维固结方程.为简化计算,建立了以有效应力为求解对象的非线性控制方程,并采用有限差分法建立隐式差分格式对方程进行求解.探讨了综合考... 基于饱和黏土中渗流的非Darcy特性和变形的非线性,考虑土体埋深和自重应力的影响,修正了Terzaghi 1维固结方程.为简化计算,建立了以有效应力为求解对象的非线性控制方程,并采用有限差分法建立隐式差分格式对方程进行求解.探讨了综合考虑土体渗流非Darcy特性、埋深、自重应力和变形非线性时的固结特性.计算结果表明:考虑土体自重应力时的孔压消散速率和地基沉降速率都要大于不考虑土体自重时的情况;综合考虑土体自重、非Darcy渗流特性和变形非线性的孔压消散速率和地基沉降速率都可能出现前期快于Terzaghi固结理论解而后期相反的情况. 展开更多
关键词 土力学 饱和黏土 非线性固结 非达西渗流 有限差分法 固结度 初始有效应力
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