变荷载下基于指数形式渗流的一维固结分析

›› 2011, Vol. 32 ›› Issue (2): 553-558.

变荷载下基于指数形式渗流的一维固结分析

李传勋^{1, 2}，谢康和²，卢萌盟^{3, 4}，王坤²

1.江苏大学土木工程系，江苏镇江 212013；2.浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室，杭州 310027； 3.中国矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏徐州 221008；4.中国矿业大学建筑工程学院，江苏徐州 221008

收稿日期:2010-02-04 出版日期:2011-02-10 发布日期:2011-02-16
作者简介:李传勋，男，1978年生，博士研究生，讲师，主要从事软黏土力学及地基处理的研究。
基金资助:
国家自然科学基金资助（No. 50878191）。

One-dimensional consolidation analysis considering exponential flow law and time-depending loading

LI Chuan-xun ^{1, 2}, XIE Kang-he ², LU Meng-meng ^{3, 4}, WANG Kun²

1. Department of Civil Engineering Jiangsu University, Zhenjiang, Jiangsu 212013, China; 2. MOE Key Laboratory of Soft Soils and Geoenviromental engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310027, China; 3. State Key Laboratory for Geomechanics and Deep Underground Engineering, China University of Mining & Technology, Xuzhou, Jiangsu 221008, China; 4. School of Architecture & Civil Engineering, China University of Mining & Technology, Xuzhou, Jiangsu 221008, China

Received:2010-02-04 Online:2011-02-10 Published:2011-02-16

摘要/Abstract

摘要：

建立了考虑指数形式渗流以及变荷载条件下的一维固结微分方程，采用相对稳定的Crank-Nicolson差分格式获得控制方程的差分解答并验证了计算程序的可靠性。结果表明，当指数大于1时，较小时间因子下固结速率比达西渗流快，较大时间因子下固结速率比达西渗流慢；而当指数小于1时，较小时间因子下固结速率比达西渗流慢，较大的时间因子下固结速率比达西渗流快。在土层厚度相同的情况下，指数大于1时作用于土层的荷载越小，固结速率越慢；基于指数形式渗流，传统一维固结理论中室内土样固结与实际地基土层固结之间的相似关系不再成立；加荷速率越快，则土层的固结速率越快。

关键词: 一维固结, 有限差分法, 指数形式渗流, 变荷载

Abstract:

The differential equation governing one-dimensional consolidation was modified to consider exponential flow law and time-depending load. Finite difference solution was acquired by Crank-Nicolson difference scheme which was relatively stability. The reliability of difference programming was verified by comparing the results with analytic solutions. The results show that, if the exponent is greater than 1, the rate of consolidation is faster than the case of Darcy’s flow at short time factor, slower than the case of Darcy’s flow at long time factor. On the contrary, if the exponent is less than 1, the rate of consolidation is slower than the case of Darcy’s flow at short time factor, faster than the case of Darcy’s flow at long time factor. If the exponent is greater than 1, the less the load, the slower the consolidation rate for the same soil layer. At the case of exponential flow law, the classical similitude between consolidation of laboratory samples and that of field layers is not satisfied. The faster the loading rate, the faster the consolidation rate.

Key words: one-dimensional consolidation, finite difference method, exponential flow law, time-depending load

中图分类号:

U 416.1

李传勋，谢康和，卢萌盟，王坤. 变荷载下基于指数形式渗流的一维固结分析[J]. , 2011, 32(2): 553-558.

LI Chuan-xun, XIE Kang-he, LU Meng-meng, WANG Kun. One-dimensional consolidation analysis considering exponential flow law and time-depending loading[J]. , 2011, 32(2): 553-558.

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