岩土力学 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (4): 1333-1338.doi: 10.16285/j.rsm.2019.0641

• 岩土工程研究 • 上一篇    下一篇

线性卸荷作用下软土超孔隙水压力 变化规律分析

师旭超,孙运德   

  1. 河南工业大学 土木建筑学院,河南 郑州 450001
  • 收稿日期:2019-04-07 修回日期:2019-05-30 出版日期:2020-04-11 发布日期:2020-07-01
  • 作者简介:师旭超,男,1973年生,博士,教授,主要从事岩土工程方面的研究工作
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(No. U1304526)。

Analysis of the evolution of excess pore water pressure in soft soil under linear unloading

SHI Xu-chao, SUN Yun-de   

  1. College of Civil Engineering and Architectural, Henan University of Technology, Zhengzhou, Henan 450001, China
  • Received:2019-04-07 Revised:2019-05-30 Online:2020-04-11 Published:2020-07-01
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (U1304526).

摘要: 目前对软土在卸荷下的固结变形研究主要集中在瞬时卸荷。为明确线性卸荷作用下软土固结变形的规律,通过太沙基一维固结理论与有效应力原理的方法,研究了软土地基在任意卸荷速率下一维固结方程的通解,并求解了线性卸荷下固结方程的解析解。结果表明,线性卸荷作用下软土地基产生的负超孔压可以分成增长期、快速消散期和缓慢消散期3个阶段;卸荷速率影响负超孔压的增长路径和消散速率而卸荷量影响最大负孔压值,最大负超孔压值与卸荷量近似成线性增长关系;最后结合工程实例进行对比分析,发现卸荷导致的负超孔压值和其消散速率都在卸荷结束的时刻最大,同时理论计算结果及变化规律与实测有较好的吻合性。

关键词: 岩土工程, 一维固结, 线性卸荷, 固结方程, 卸荷回弹, 负超孔压

Abstract: At present, the research on the consolidation deformation of soft soil under unloading mainly focuses on the instantaneous unloading. In order to clarify the evolution of consolidation deformation of soft soil under linear unloading, through the one-dimensional consolidation theory of Terzaghi and the principle of effective stress, an effective method is proposed to study the general solution of the soft soil foundation under the arbitrary unloading rate and solve the analytical solution of the consolidation equation under linear unloading. The results show that: 1) the negative excess pore pressure generated in soft soil foundation under linear unloading can be divided into three stages: growth period, rapid dissipation period and slow dissipation period; 2) unloading rate affects the growth path and dissipation rate of negative excess pore pressure; 3) and unloading affects the maximum negative excess pore pressure with the unloading amount approximately linearly increasing. Finally, taking engineering examples for comparative analysis, it is found that the negative excess pore pressure and its dissipation rate induced by unloading are the highest at the end of unloading. The theoretical results with evolution trends are in good agreement with field measurements.

Key words: geotechnical engineering, one-dimensional consolidation, linear unloading, consolidation equation, unloading rebound, negative excess pore water pressure

中图分类号: 

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[1] 何静斌, 冯忠居, 董芸秀, 胡海波, 刘 闯, 郭穗柱, 张聪, 武敏, 王振, . 强震区桩−土−断层耦合作用下桩基动力响应[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2389-2400.
[2] 田威, 王震, 张丽, 余宸, . 高温作用后3D打印岩体试样力学性能初探[J]. 岩土力学, 2020, 41(3): 961-969.
[3] 骆顺天, 杨凡杰, 周辉, 张传庆, 王旭宏, 吕涛, 朱勇, 卢景景, . 基于统计分析的地下厂房边墙最大收敛变形 多指标预测方法 [J]. 岩土力学, 2020, 41(10): 3415-3424.
[4] 童立红, 王 珏, 郭生根, 朱怀龙, 徐长节, . 变荷载下连续排水边界黏弹性地基 一维固结性状分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(5): 1862-1868.
[5] 蒙宇涵, 陈征, 冯健雪, 李红坡, 梅国雄, . 初始孔压非均布下一维地基砂垫层优化研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4793-4800.
[6] 赵强, 焦玉勇, 张秀丽, 谢壁婷, 王龙, 黄刚海, . 基于显式时间积分的球颗粒DDA计算方法[J]. 岩土力学, 2019, 40(11): 4515-4522.
[7] 周亚东,邓 安,鹿 群, . 非饱和土一维大变形固结模型[J]. , 2018, 39(5): 1675-1682.
[8] 范文亮,王余乐,魏奇科,杨朋超,李正良, . 岩土工程可靠度分析的改进四阶矩方法[J]. , 2018, 39(4): 1463-1468.
[9] 黄明华,赵明华,陈昌富. 锚固长度对锚杆受力影响分析及其临界值计算[J]. , 2018, 39(11): 4033-4041.
[10] 汪 磊,李林忠,徐永福,夏小和,孙德安,. 半透水边界下分数阶黏弹性饱和土一维固结特性分析[J]. , 2018, 39(11): 4142-4148.
[11] 熊自明,卢 浩,王明洋,钱七虎,戎晓力,. 我国大型岩土工程施工安全风险管理研究进展[J]. , 2018, 39(10): 3703-3716.
[12] 纠永志,祝彦知,. 开挖条件下非均质地基中单桩竖向承载特性非线性分析[J]. , 2017, 38(6): 1666-1674.
[13] 方砚兵,苏永华,肖 旺,梁 斌. 基于子区间法的隐式功能函数非概率可靠性方法研究[J]. , 2017, 38(4): 1171-1178.
[14] 林城福,雷国辉, . 一维回弹试验中卸载条件下的负超孔隙水压力响应[J]. , 2017, 38(12): 3613-3618.
[15] 解 益,李培超,汪 磊,孙德安,. 分数阶导数黏弹性饱和土体一维固结半解析解[J]. , 2017, 38(11): 3240-3246.
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[1] 陶干强,杨仕教,任凤玉. 崩落矿岩散粒体流动性能试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2950 -2954 .
[2] 朱泽奇,盛 谦,梅松华,张占荣. 改进的遍布节理模型及其在层状岩体地下工程中的应用[J]. , 2009, 30(10): 3115 -3121 .
[3] 徐远杰,潘家军,刘祖德. 混凝土面板堆石坝的一种坝坡修整算法[J]. , 2009, 30(10): 3139 -3144 .
[4] 王 刚,蒋宇静,王渭明,李廷春. 新型数控岩石节理剪切渗流试验台的设计与应用[J]. , 2009, 30(10): 3200 -3209 .
[5] 徐 晗,黄 斌,饶锡保,何晓民,徐言勇. 三轴试样钻孔灌砂固结排水效果试验研究[J]. , 2009, 30(11): 3242 -3248 .
[6] 孙文静,孙德安,孟德林. 饱和膨润土及其与砂混合物的压缩变形特性[J]. , 2009, 30(11): 3249 -3255 .
[7] 殷 杰,高玉峰,洪振舜. 连云港软黏土的不排水强度试验研究[J]. , 2009, 30(11): 3297 -3301 .
[8] 刘小文,常立君,胡小荣. 非饱和红土基质吸力与含水率及密度关系试验研究[J]. , 2009, 30(11): 3302 -3306 .
[9] 谢凌志,周宏伟,谢和平. 盐岩CO2处置相关研究进展[J]. , 2009, 30(11): 3324 -3330 .
[10] 张民生,刘红军,李晓东,贾永刚,王秀海. 波浪作用下黄河口粉土液化与“铁板砂”形成机制的模拟试验研究[J]. , 2009, 30(11): 3347 -3351 .