非饱和土层一维固结特性分析

›› 2010, Vol. 31 ›› Issue (6): 1891-1896.

非饱和土层一维固结特性分析

秦爱芳¹，羌锐¹，谈永卫², ³，孙德安¹

1. 上海大学土木工程系，上海 200072；2. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092； 3. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092

收稿日期:2008-12-23 出版日期:2010-06-10 发布日期:2010-06-25
作者简介:秦爱芳，女，1966年生，副教授，博士研究生，从事土力学、地基基础的教学、科研及土工试验方面的工作。

Analysis of one-dimensional consolidation characteristics in unsaturated soils

QIN Ai-fang¹，Qiang –rui¹，TAN Yong-wei², ³，SUN De-an¹

1. Department of Civil Engineering, Shanghai University, Shanghai 200072, China; 2. Department of Geotechnical Engineering,Tongji University, Shanghai 200092, China; 3. Key Laboratory of Geotechnical and Underground Engineering of Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 200092, China

Received:2008-12-23 Online:2010-06-10 Published:2010-06-25

摘要/Abstract

摘要：

在Fredlund非饱和土的一维固结理论的基础上进行假设，由得出的液相及气相的控制方程、Darcy定律及Fick定律，采用Laplace 变换、逆变换等数学方法得到了大面积均布瞬时加载下表面为透水透气面、底面为不透水和不透气面的非饱和土层一维固结时间域内的超孔隙水压力、超孔隙气压力及土层沉降的解析解；应用典型算例，分析了不同气、水渗透系数比情况下土体超孔隙水压力、超孔隙气压力消散及土层沉降随时间的变化规律以及不同时间超孔隙水压力、超孔隙气压力消散随深度的变化规律。将得出的结果退化成相应的饱和土的解与太沙基饱和土固结理论结果比较，验证了其正确性。

关键词: 非饱和土, 一维固结, 解析解, 固结特性, 沉降, 超孔隙气压力, 超孔隙水压力

Abstract:

A set of analytical solutions have been reached through Laplace transform and other mathematical methodologies based on the Fredlund's one-dimensional consolidation theory for unsaturated soil, etc. The problem to be solved is about a layer of soil of finite thickness, adding to one dimension a large-area instantaneous load, while the soil top surface is penetrable and the bottom is impenetrable to water and air. A typical example result was given to analyze the changes in the excess pore-air pressure, excess pore-water pressure and sedimentation rate of soil with respect to time under different conditions air-water coefficient rate, and the changes in the pore-air pressure and excess pore-water pressure with depth at different times. The comparison between the analytical solutions reduced to saturated soils and the Terzaghi solution for saturated soils, indicates that the method is correct.

Key words: unsaturated soil, one-dimensional consolidation, analytical solution, excess pore-water pressure, excess pore-air pressure, semi-analytical solution

中图分类号:

TU 44

秦爱芳，羌锐，谈永卫，孙德安. 非饱和土层一维固结特性分析[J]. , 2010, 31(6): 1891-1896.

QIN Ai-fang，Qiang –rui，TAN Yong-wei，SUN De-an. Analysis of one-dimensional consolidation characteristics in unsaturated soils[J]. , 2010, 31(6): 1891-1896.

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[1]	程涛, 晏克勤, 胡仁杰, 郑俊杰, 张欢, 陈合龙, 江志杰, 刘强, . 非饱和土拟二维平面应变固结问题的解析计算方法[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 453-460.
[2]	蒙宇涵, 张必胜, 陈征, 梅国雄, . 线性加载下含砂垫层地基固结分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 461-468.
[3]	邓子千, 陈嘉帅, 王建伟, 刘小文, . 基于SFG模型的统一屈服面本构模型与试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 527-534.
[4]	李潇旋, 李涛, 彭丽云, . 控制吸力循环荷载下非饱和黏性土的弹塑性双面模型[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 552-560.
[5]	吴琪, 丁选明, 陈志雄, 陈育民, 彭宇, . 不同地震动强度下珊瑚礁砂地基中桩-土-结构地震响应试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 571-580.
[6]	贺志军, 雷皓程, 夏张琦, 赵炼恒. 多层软土地基中单桩沉降与内力位移分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 655-666.
[7]	程昊, 唐辉明, 吴琼, 雷国平. 一种考虑水力滞回效应的非饱和土弹塑性扩展剑桥本构模型显式算法有限元实现[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 676-686.
[8]	刘成禹, 陈博文, 罗洪林, 阮家椿, . 满流条件下管道破损诱发渗流侵蚀的试验研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 1-10.
[9]	刘忠玉, 夏洋洋, 张家超, 朱新牧. 考虑Hansbo渗流的饱和黏土一维弹黏塑性固结分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(1): 11-22.
[10]	张治国, 李胜楠, 张成平, 王志伟, . 考虑地下水位升降影响的盾构施工诱发地层变形和衬砌响应分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 281-296.
[11]	刘丽, 吴羊, 陈立宏, 刘建坤, . 基于数值模拟的湿润锋前进法测量精度分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 341-349.
[12]	卢谅, 石通辉, 杨东, . 置换减载与加筋复合处理方法对路基不均匀沉降控制效果研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3474-3482.
[13]	张玉国, 万东阳, 郑言林, 韩帅, 杨晗玥, 段萌萌. 考虑径向渗透系数变化的真空预压竖井地基固结解析解[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3533-3541.
[14]	张治国, 黄茂松, 杨轩, . 基于衬砌长期渗漏水影响的隧道施工扰动诱发超孔隙水压消散及地层固结沉降解[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3135-3144.
[15]	周凤玺, 柳鸿博, . 非饱和土中Rayleigh波的传播特性分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(8): 3218-3226.

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