›› 2010, Vol. 31 ›› Issue (S1): 62-68.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

考虑非Darcy渗流时循环荷载下饱和黏土一维固结分析

孙丽云1,刘忠玉2,乐金朝1,张 杰2   

  1. 1.郑州大学 水利与环境学院,郑州 450001;2.郑州大学 土木工程学院,郑州 450001
  • 收稿日期:2010-04-23 出版日期:2010-08-10 发布日期:2010-09-09
  • 作者简介:孙丽云,女,1969年生,博士研究生,副教授,主要从事岩土工程等方面的教学与研究工作。
  • 基金资助:

    河南高速公路发展有限责任公司科技项目(No. 2007GF009);河南省教育厅自然科学研究计划项目(No. 2010B560015)。

One-dimensional consolidation of saturated clays under cyclic loading considering non-Darcy flow

SUN Li-yun1, LIU Zhong-yu2, YUE Jin-chao1, ZHANG Jie2   

  1. 1. School of Water Conservancy and Environment, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, China; 2. School of Civil Engineering, Zhengzhou University, Zhengzhou 450001, China
  • Received:2010-04-23 Online:2010-08-10 Published:2010-09-09

摘要:

考虑到土体处于超固结状态下的压缩性一般要比正常固结状态下的低,引入描述非Darcy渗流的Hansbo方程,修正了Terzaghi饱和黏土一维固结方程,并将其推广到低频循环荷载作用的情况。采用有限体积法对该方程进行了求解,并讨论了非Darcy渗流参数、循环荷载周期以及超固结状态下土体压缩性对固结进程的影响。计算结果表明,在矩形波载作用下,按孔压定义和按变形定义的固结度都随时间增长而震荡增加,且按孔压定义的固结度的震荡幅度明显大于按变形定义的固结度。另外,非Darcy渗流减缓了地基的沉降速率,且循环荷载周期越短,或超固结状态下压缩性越高,地基的沉降速率就越慢。

关键词: 固结理论, 非Darcy渗流, 固结状态, 循环荷载, 有限体积法

Abstract:

The Hansbo’s formula for the non-Darcy flow was introduced to modify Terzaghi’s one-dimensional consolidation equation considering that the compressibility of soil in the over-consolidated state is usually less than that in the normally consolidated state. The cases under the cyclic loading with low-frequency were taken into account by using the presented equation; and the numerical solution was performed using the finite volume method. Then the effects of the parameters of non-Darcy flow, the period of loading and the compressibility of soil in the over-consolidated state on the consolidation process were investigated. The results indicate that, under the cyclic square loading, both degrees of consolidation in terms of settlement and pore water pressure are shown as vibratory increase with time; and the amplitude of degree of consolidation in terms of pore water pressure is greater than that in terms of settlement. In addition, it is found that the settling velocity of foundation is delayed by the non-Darcy flow, and decreased as the period of loading shortened or the compressibility of soil increased in the over-consolidated state.

Key words: consolidation theory, non-Darcy flow, state of consolidation, cyclic loading, finite volume method

中图分类号: 

  • TU 431
[1] 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.
[2] 唐晓武, 柳江南, 杨晓秋, 俞悦. 开孔管桩动孔压消散特性的理论研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3335-3343.
[3] 金丹丹, 王 素, 李传勋. 考虑起始水力坡降的天然非均质地基固结分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1433-1440.
[4] 杨小彬, 程虹铭, 吕嘉琦, 侯鑫, 聂朝刚, . 三轴循环荷载下砂岩损伤耗能比演化特征研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 3751-3757.
[5] 刘 斌, 许宏发, 董 璐, 马语卿, 李可良, . 岩盐循环荷载下基于DS黏壶的非线性流变模型研究[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 107-114.
[6] 时 刚,刘忠玉,李永辉. 循环荷载作用下考虑非达西渗流的软黏土一维流变固结分析[J]. , 2018, 39(S1): 521-528.
[7] 程星磊,王建华,王哲学,. 软黏土中吸力锚循环失稳过程的模型试验[J]. , 2018, 39(9): 3285-3293.
[8] 张 炜,李 亚,周松望,蒋正波,吴 非,梁文洲,. 南海北部区域黏土循环动力特性试验研究[J]. , 2018, 39(7): 2413-2423.
[9] 王闵闵,鹿 群,郭少龙,高 萌,沈仲涛,. 循环荷载作用下纤维水泥土动力特性[J]. , 2018, 39(5): 1753-1760.
[10] 刘忠玉, 张家超, 郑占垒, 关 聪. 考虑Hansbo渗流的二维Biot固结有限元分析[J]. 岩土力学, 2018, 39(12): 4617-4626.
[11] 卢义玉,韩帅彬,汤积仁,周 雷,李泓涟,廖 引, . 循环荷载下支撑剂的变形及渗透特性试验研究[J]. , 2017, 38(S1): 173-180.
[12] 崔 凯,李永奎. 川西崩坡积混合土循环荷载下非饱和动本构模型[J]. , 2017, 38(8): 2157-2166.
[13] 李 涛,唐小微. 两种黏粒含量淤泥质粉质黏土动残余应变试验[J]. , 2017, 38(6): 1609-1619.
[14] 杨爱武,孔令伟,郭 飞,. 天津滨海软黏土动力累积塑性变形特性与增长模型[J]. , 2017, 38(4): 979-984.
[15] 臧 濛,孔令伟,曹 勇. 描述循环荷载作用下黏土累积变形的改进模型[J]. , 2017, 38(2): 435-442.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 张文杰,陈云敏. 垃圾填埋场抽水试验及降水方案设计[J]. , 2010, 31(1): 211 -215 .
[2] 聂 影,栾茂田,唐小微,郭 莹,张振东1,宋岩新. 超固结黏土单调和耦合循环的剪切特性研究[J]. , 2009, 30(9): 2616 -2622 .
[3] 宫伟力,安里千,赵海燕,毛灵涛. 基于图像描述的煤岩裂隙CT图像多尺度特征[J]. , 2010, 31(2): 371 -376 .
[4] 王明年,郭 军,罗禄森,喻 渝,杨建民,谭忠盛. 高速铁路大断面黄土隧道深浅埋分界深度研究[J]. , 2010, 31(4): 1157 -1162 .
[5] 雷明锋,彭立敏,施成华,安永林. 长大深基坑施工空间效应研究[J]. , 2010, 31(5): 1579 -1584 .
[6] 谭峰屹,姜志全,李仲秋,颜惠和. 附加质量法在昆明新机场填料压实密度检测中的应用研究[J]. , 2010, 31(7): 2214 -2218 .
[7] 卢 黎,张四平,张永兴,胡岱文,吴曙光. 压力型锚索力学机理现场试验研究[J]. , 2010, 31(8): 2435 -2440 .
[8] 杨召亮,孙冠华,郑 宏. 基于潘氏极大值原理的边坡稳定性的整体分析法[J]. , 2011, 32(2): 559 -563 .
[9] 胡海军,蒋明镜,赵 涛,彭建兵,李 红. 制样方法对重塑黄土单轴抗拉强度影响的初探[J]. , 2009, 30(S2): 196 -199 .
[10] 李 敏,柴寿喜,王晓燕,魏 丽. 以强度增长率评价麦秸秆加筋盐渍土的加筋效果[J]. , 2011, 32(4): 1051 -1056 .