靜動(dòng)荷載下軟黏土的長(zhǎng)期變形特性研究.pdf

1、路基軟黏土在服役期內(nèi)除了受到靜荷載作用外，還需承擔(dān)因交通工具行駛引起的低幅值交通循環(huán)動(dòng)荷載作用。為了能準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)及控制其工后沉降特別是長(zhǎng)期沉降，就必須深入地研究路基軟黏土在靜荷載下的蠕變變形和動(dòng)荷載下的累積變形產(chǎn)生、發(fā)展的影響因素及其變化規(guī)律。
　　本文在靜荷載作用下軟黏土長(zhǎng)期蠕變（次固結(jié)）變形特性研究方面，先基于Bjerrum蠕變圖和Yin-Graham EVP模型，利用切線斜率定義方法針對(duì)高速公路超載預(yù)壓工況探討了超固結(jié)軟黏土

2、次固結(jié)系數(shù)的時(shí)間效應(yīng)，提出隨時(shí)間增長(zhǎng)的次固結(jié)系數(shù)雙曲線理論模型。由于Bjerrum蠕變圖是理想化的模型，本文還實(shí)施了一系列軟黏土長(zhǎng)期超載預(yù)壓蠕變?cè)囼?yàn)對(duì)上述模型提出修正，使其更符合路基土體的實(shí)際變形情況。研究結(jié)果表明，超固結(jié)軟黏土的次固結(jié)系數(shù)不僅隨著超固結(jié)比的增大而減小，而且隨著次固結(jié)時(shí)間的增大而增大。在此基礎(chǔ)上，本文根據(jù)修正后的次固結(jié)系數(shù)時(shí)間增長(zhǎng)模型提出了一個(gè)考慮次固結(jié)系數(shù)時(shí)間效應(yīng)的超固結(jié)軟黏土工后次固結(jié)沉降計(jì)算公式，并采用簡(jiǎn)單的算例對(duì)

3、比本文方法與傳統(tǒng)不考慮時(shí)間效應(yīng)方法之間的計(jì)算結(jié)果差別。從算例的結(jié)果可知，本文方法計(jì)算得到的工后次固結(jié)沉降一般是傳統(tǒng)方法的1.6～5倍，并且兩者之間的差距隨著超固結(jié)比和服役期長(zhǎng)度的增大而進(jìn)一步加劇。因此，超固結(jié)軟黏土次固結(jié)系數(shù)的長(zhǎng)期時(shí)間效應(yīng)在評(píng)估超載預(yù)壓路基工后沉降時(shí)應(yīng)引起足夠的重視。
　　本文隨后基于英國(guó)GDS雙向振動(dòng)三軸試驗(yàn)系統(tǒng)實(shí)施的一系列長(zhǎng)期排水動(dòng)三軸試驗(yàn)?zāi)M了低幅值交通循環(huán)動(dòng)荷載作用下路基軟黏土的長(zhǎng)期累積變形，系統(tǒng)地研究了循

4、環(huán)周次、靜動(dòng)偏應(yīng)力、超固結(jié)比和振動(dòng)頻率等因素的影響。研究結(jié)果表明，低幅值交通循環(huán)動(dòng)荷載作用下軟黏土的長(zhǎng)期累積變形隨著循環(huán)周次和靜動(dòng)偏應(yīng)力的增大而增大，隨著超固結(jié)比和振動(dòng)頻率的增大而減小。由于靜力蠕變過(guò)程和動(dòng)荷載作用下長(zhǎng)期累積變形的變形模式之間存在著相似性和可比性，本文采用Yin-Graham對(duì)數(shù)EVP模型的蠕變方程推導(dǎo)得到考慮循環(huán)周次、靜動(dòng)應(yīng)力、超固結(jié)比和振動(dòng)頻率影響的對(duì)數(shù)長(zhǎng)期累積應(yīng)變計(jì)算公式。軟黏土蠕變和長(zhǎng)期累積變形雖然存在相似的變形