›› 2012, Vol. 33 ›› Issue (5): 1565-1571.

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变荷载下基于指数渗流双层地基一维固结分析

李传勋1, 2,谢康和2,卢萌盟3, 4,苗永红1,谢桂华1   

  1. 1.江苏大学 土木工程与力学学院,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 310058; 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:2010-11-08 出版日期:2012-05-10 发布日期:2012-05-14
  • 通讯作者: 谢康和,男,1956年生,博士,教授,博士生导师,主要从事岩土工程方面的教学和科研工作。E-mail: zdkhxie@ zju.edu.cn. E-mail:lichuanxun@yeah.net
  • 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方面的研究工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金资助(No. 51109092,No. 50878191,No. 51009135);江苏大学校基金资助项目(No. 10JDG097)

Analysis of one-dimensional consolidation of double-layered soil with exponential flow considering time-dependent loading

LI Chuan-xun1, 2, XIE Kang-he2, LU Meng-meng3, 4, MIAO Yong-hong1, XIE Gui-hua1   

  1. 1. Faculty of Civil Engineering and Mechanics, Jiangsu University, Zhenjiang, Jiangsu 212013, China; 2. MOE Key Laboratory of Soft Soils and Geoenvironmental Engineering, Zhejiang University, Hangzhou 310058, 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:2010-11-08 Online:2012-05-10 Published:2012-05-14

摘要: 在土中渗流服从指数形式的前提下,建立了变荷载作用下双层地基的一维固结控制微分方程。利用有限差分法求得孔隙水压力的数值解,并通过与解析解对比对其可靠性进行了验证。对双层地基在指数形式渗流时不同参数下的固结性状进行分析,结果表明:单面排水条件下,双层地基中上层土渗流指数的大小对固结速率起决定性作用,而下层土渗流指数大小对固结速率的影响很小;如果上、下两层土体的压缩性不同,则地基按变形定义的平均固结度和按孔压定义的平均固结度不再相等;地基中下层土与上层土的相对压缩性越低、相对渗透性越高,则地基的固结速率越快;增大压缩性小、渗透性高的土层相对厚度,会加快双层地基的固结速率。

关键词: 双层地基, 一维固结, 指数渗流定律, 变荷载

Abstract: Based on exponential flow law in soil, the governing equation of one-dimensional consolidation of double-layered soil considering time-dependent external loading is obtained. The finite difference method is adopted to obtain the numerical solution of excess pore water pressure; and then the reliability of numerical solution is verified by comparing numerical results with analytical results. Finally, consolidation behavior of double-layered soil with exponential flow law under various parameters is analyzed. The results show that the value of exponent in the upper layer largely determines the rate of consolidation, and that in the lower soil layer hardly influences the rate of consolidation in the case of single surface drainage. When compressibility of the upper soil layer is not equal to that of the lower soil layer, the average degree in terms of deformation can be not same as that in terms of pore pressure. The lower the relative compressibility, and the larger the relative permeability between the lower soil layer and the upper soil layer, the faster the rate of consolidation of double-layered soil. The rate of consolidation increases with increasing the relative thickness of soil layer with low-compressibility and high-permeability.

Key words: double-layered soil, one-dimensional consolidation, exponential flow law, time-dependent load

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