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连续排水边界条件下线性加载地基一维固结解析解

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工程力学 2019年第6期36卷 219-226页

作者：冯健雪陈征李勇义梅国雄工程防灾与结构安全教育部重点实验室南宁530004 广西防灾减灾与工程安全重点实验室南宁530004 广西大学土木工程学院南宁530004 武汉大学水工岩石力学教育部重点实验室武汉430072 中交第二公路勘察设计研究院有限公司武汉430056

基于瞬时加载下的连续排水边界条件,推导出任意荷载连续排水边界条件,建立了任意荷载连续排水边界条件下线性加载一维固结方程。利用有限正弦傅里叶变换,求解出其解析解,通过公式退化和有限元成果对比分析,对该文解答的正确性进行了验... 详细信息

基于瞬时加载下的连续排水边界条件,推导出任意荷载连续排水边界条件,建立了任意荷载连续排水边界条件下线性加载一维固结方程。利用有限正弦傅里叶变换,求解出其解析解,通过公式退化和有限元成果对比分析,对该文解答的正确性进行了验证。在不同加载速率和界面参数的条件下,分析了加载速率和界面排水参数对孔压和平均固结度的影响。结果表明:加载速率对固结影响较为显著,加载速率越大,孔压消散越为迅速;当加载速率趋于无穷大时,线性加载退化为瞬时加载;随着界面参数的增大,孔压消散明显,地基固结增快;当界面参数趋于无穷大时,排水边界退化为完全排水边界。工程中,在界面参数或堆载时间确定时,对选择合适的堆载时间或界面参数保证地基稳定性和提高工程效益具有一定参考意义。

关键词：连续排水边界线性加载解析解加载速率界面参数平均固结度

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线性加载下塑料排水板地基固结理论探讨

工程地质学报 2017年第3期25卷 678-685页

作者：黄朝煊方咏来浙江省水利水电勘测设计院杭州310002

针对目前国内外塑料排水地基固结计算均近似采用砂井等效模型的不足,本文将塑料排水板等效为形状极为接近的扁椭圆柱体,根据同焦椭圆柱理论及等应变假设,推导了线性加载下塑料排水板地基的固结解析解;根据ADINA有限元计算及现有学者数... 详细信息

针对目前国内外塑料排水地基固结计算均近似采用砂井等效模型的不足,本文将塑料排水板等效为形状极为接近的扁椭圆柱体,根据同焦椭圆柱理论及等应变假设,推导了线性加载下塑料排水板地基的固结解析解;根据ADINA有限元计算及现有学者数值计算成果对比验证了本文理论的正确性。通过与目前不同砂井等效模型对比分析,认为在理想竖井的二维平面固结理论下,本文理论与Long&Covo等效法"dw=0.5b+0.7δ"较为接近,说明扁矩形截面的排水"形状效应"比等面积圆形截面更优;对于考虑井阻影响时,我国《海堤工程设计规范》(GB/T 51015-2014)以及《真空预压加固软土地基技术规程》(JTS147-2-2009)中建议的等效法均具有一定误差,建议采用本文理论计算。此外,地基荷载线性加载时间越长,地基前期固结速率越慢,与骤加恒载情况差异越显著。

关键词：固结理论塑料排水板同焦椭圆柱坐标系线性加载井阻

线性加载下考虑土体非线性变形的一维固结理论

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水文地质工程地质 2015年第4期42卷 35-42页

作者：赵明华孙琮涵张玲刘猛湖南大学岩土工程研究所湖南长沙410082

深厚软黏土一维固结计算中,初始应力和附加应力分布形式对固结度存在较大影响。假设土体初始应力和附加应力均沿深度线性变化,推导了线性加载时的双曲线一维固结控制方程,并用差分法加以解答。同时,在不同的外荷载qa、压缩层厚度H、初... 详细信息

深厚软黏土一维固结计算中,初始应力和附加应力分布形式对固结度存在较大影响。假设土体初始应力和附加应力均沿深度线性变化,推导了线性加载时的双曲线一维固结控制方程,并用差分法加以解答。同时,在不同的外荷载qa、压缩层厚度H、初始模量E0、附加应力分布系数β及边界条件下,分析了初始应力和附加应力沿深度线性变化对平均固结度Us、Up的影响。结果表明,当顶面和底面均透水时,除了E0≤388 k Pa且H≥25 m情况外,初始应力和附加应力沿深度线性变化对Us、Up的影响不大。但当顶面透水而底面不透水时,在土体初始应力和附加应力的两种不同分布形式下计算的Us、Up相差较大,特别是对于深厚软黏土,这种差别更加明显。另外,还可以看出,考虑初始应力和附加应力随深度变化时,Tv不再适合作为描述时间的无量纲因子。

关键词：软黏土线性加载双曲线模型一维固结

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线性加载作用下软土地基固结变形分析

科学技术与工程 2020年第36期20卷 15044-15049页

作者：杜明芳满景奇孙运德河南工业大学土木建筑学院郑州450001

为明确线性加载作用下软土固结变形规律,通过一维固结理论和有效应力原理的方法求解了软土地基在任意加载速率下一维固结方程的通解,并求解线性加载下固结方程的解析解。结果表明:线性加载下软土地基产生的超静孔压可以分成增长期、快... 详细信息

为明确线性加载作用下软土固结变形规律,通过一维固结理论和有效应力原理的方法求解了软土地基在任意加载速率下一维固结方程的通解,并求解线性加载下固结方程的解析解。结果表明:线性加载下软土地基产生的超静孔压可以分成增长期、快速消散期和缓慢消散期三个时期;加载速率影响超静孔压的增长路径、消散速率以及最大超静孔压值,最大超静孔压值与加载量近似成线性增长关系,加载速率对最大超静孔压值的影响存在临界值;固结系数影响临界加载速率,排水距离影响超静孔压的消散时间;加载速率改变沉降路径而不影响沉降值、改变固结路径并且影响固结时间;最后结合工程实例进行对比分析,发现基于线性加载固结方程解析解得到的理论值及变化规律与实测值有较好的吻合性。

关键词：岩土工程线性加载一维固结变形超静孔压

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多级线性加载作用下软基超静孔压变化规律

中国科技论文 2022年第8期17卷 851-856页

作者：杜明芳李俊昊郑旭阳陆玲玲河南工业大学土木建筑学院郑州450001

为明确多级加载作用下的软基固结变形规律,基于太沙基固结理论求解了多级线性加载、任意加载速率下的固结解析解。结果表明:多级线性加载下超静孔压处于波动状态;加载级数的准确拟合是了解多级加载下超静孔压真实变化的前提;超静孔压极... 详细信息

为明确多级加载作用下的软基固结变形规律,基于太沙基固结理论求解了多级线性加载、任意加载速率下的固结解析解。结果表明:多级线性加载下超静孔压处于波动状态;加载级数的准确拟合是了解多级加载下超静孔压真实变化的前提;超静孔压极值及变化路径受加载速率影响最大、分级加载间隔期影响次之,加载级数影响最弱;多级加载间隔期最优、最佳加载时间分别对应超静孔压消散60%、80%时。最后结合工程实例对软基多级线性加载下超静孔压及沉降变化规律进行对比分析,发现一级线性固结解在解决多级线性加载问题时具有不适用性;基于实际荷载加载级数得到的超静孔压、沉降理论值及变化规律与实测值有较好的吻合性。

关键词：岩土工程多级线性加载固结理论超静孔压

线性加载条件下不排水桩复合地基径竖向固结解析解

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水利与建筑工程学报 2015年第1期13卷 130-135,143页

作者：张绍勇许波吴深腾杰浙江省地球物理地球化学勘查院浙江杭州310005 香港华艺设计顾问(深圳)有限公司南京分公司江苏南京210037 济南市卧虎山水库管理处山东济南250115

现有不排水桩复合地基固结微分方程由Carrilo定理组合得到,即地基径向和竖向固结是组合固结。为此,基于现有砂井轴对称固结模型,根据等竖向应变假设,采用分离变量法和Fourier正弦级数方法,推导了线性加载条件下不排水桩复合地基径竖向... 详细信息

现有不排水桩复合地基固结微分方程由Carrilo定理组合得到,即地基径向和竖向固结是组合固结。为此,基于现有砂井轴对称固结模型,根据等竖向应变假设,采用分离变量法和Fourier正弦级数方法,推导了线性加载条件下不排水桩复合地基径竖向同时固结完整解,克服了传统不排水复合地基固结微分方程通过Carrilo定理组合不适用线性加载这一缺点。分析了线性加载工况下桩土压缩模量比,加载历时和竖向固结系数对固结的影响,并对比了不排水桩复合地基与天然地基固结速率。计算结果表明,桩土压缩模量比越大固结速率越快;线性加载速率越慢固结越慢,瞬时加载固结速率最快;未扰动土体竖向渗透系数对地基固结速率影响显著,不排水桩复合地基固结速率远快于天然地基。

关键词：不排水桩线性加载复合地基固结解析解

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任意附加应力下竖井径竖向耦合固结等应变解

岩土力学 2006年第2期27卷 173-178页

作者：雷国辉蒋春霞施建勇河海大学岩土工程研究所南京210098

竖向排水体包括砂井和塑料排水板已广泛应用于加速软黏土地基的固结。不同形式的轴对称条件下含竖向排水体均质各向同性地基的固结解析解答也相继被提出,而各种解答均假定地基中附加应力在竖向排水体的深度范围内是均匀分布的。显然,当... 详细信息

竖向排水体包括砂井和塑料排水板已广泛应用于加速软黏土地基的固结。不同形式的轴对称条件下含竖向排水体均质各向同性地基的固结解析解答也相继被提出,而各种解答均假定地基中附加应力在竖向排水体的深度范围内是均匀分布的。显然,当竖向排水体深度与地面堆载区宽度的比值相对较高,或竖向排水体的影响区域靠近地面堆载区的边缘时,这个假定并不适用。为此,在现有径竖向耦合固结等应变解的基础上,提出任意分布的地基附加应力条件下的解答,并分析附加应力分布形式和线性加载速率对地基固结的影响。结果表明,均匀分布的附加应力条件下的解答低估了地基的固结速率,而瞬时加载条件下的解答则高估了地基的固结速率。

关键词：固结竖向排水体等应变附加应力井阻涂抹瞬时加载线性加载

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加载速率对关节软骨变形特性影响的研究

工程力学 2013年第12期30卷 298-304页

作者：钱善华刘利国倪自丰葛世荣靳忠民江南大学机械工程学院无锡214122 中国矿业大学机电工程学院徐州221116 西安交通大学机械工程学院西安710049 利兹大学机械工程学院

通过对不同加载速率下关节软骨变形特性的研究,探讨关节软骨在异常应力下的损伤机制。在UMT-2多功能试验机上开展三种加载速率下关节软骨的压缩试验,并建立相应的有限元模型。在线性加载下,关节软骨的弹性模量随应变经历了先急剧下降后... 详细信息

通过对不同加载速率下关节软骨变形特性的研究,探讨关节软骨在异常应力下的损伤机制。在UMT-2多功能试验机上开展三种加载速率下关节软骨的压缩试验,并建立相应的有限元模型。在线性加载下,关节软骨的弹性模量随应变经历了先急剧下降后缓慢增加的变化;有限元模拟的应变与试验测定的应变的偏差低于0.025;当加载速率为0.01MPa/s和0.0067MPa/s时,软骨弹性模量和孔隙压力的差异较小,但与加载速率0.02MPa/s对应的弹性模量和孔隙压力的差异较为显著。加载速率对软骨变形和孔隙压力有着显著影响,但当加载速率低于某一值时,软骨变形对加载速率的依赖性降低,其研究结果有助于深入理解在异常应力速率下关节软骨的损伤机制。

关键词：线性加载单向压缩有限元弹性模量液体承载异常应力

路堤沉降预测的Gompertz模型应用研究

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岩土力学 2005年第1期26卷 82-86页

作者：余闯刘松玉东南大学岩土工程研究所江苏南京210096

高速公路路堤填筑过程可近似地看为一个线性加载的过程。笔者从土体应力-应变关系出发,证明了在线性加载或近似线性加载情况下,路堤沉降-时间曲线呈反“S”型特征,并由此建立了 Gompertz 沉降-时间预测模型,其中 3 个参数 a、b 和 c 可... 详细信息

高速公路路堤填筑过程可近似地看为一个线性加载的过程。笔者从土体应力-应变关系出发,证明了在线性加载或近似线性加载情况下,路堤沉降-时间曲线呈反“S”型特征,并由此建立了 Gompertz 沉降-时间预测模型,其中 3 个参数 a、b 和 c 可以通过 SAS 程序求解得到。多个工程实例的应用证明了该模型在路堤沉降预测中的合理性和实用性。

关键词：路堤沉降预测线性加载 Gompertz模型