长期循环荷载下考虑蠕变特性的饱和软粘土累积变形研究

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饱和软粘土的不排水动力本构模型

饱和软粘土地基的动力响应及震陷变形。
关键词
损伤累积塑性偏应变
弹塑性
多屈服面模型
中图法分类号
Ｔ４３文献标识码Ｕ１．：１
Ａ
Ｔｐｅｉｔｈｄｎｍｉｒｓｏｓｏｍａｅａｓｏｒｄｃｔｅｙａｃｅｐｎｅｆｔｒｌｉｕｄｒｃｃｉｏｄｎ，１ａｅｔｎｅｈｏｍｕａｉｎｎｅｙｌｌａｉｇｗｎｃｘｅｄｄｔｅｆｒｌｔｏｏｈｌｓｉａｎｒｍｅｔｌｔｅｒｆｐａｔｉｎｆｔｅｃａｓｌｉｃｅｎａｈｏｙｏｌｓｉｔａｄｃｃｙａｓｍｅｗｒｈｒｅｉｇｅａｉｕａｄａｏ — ｓｕｄｏｋａｄｎｎｂｈｖｏｒｎｎｎ — ａｓｃａｅｏｒｌ．Ｉｓｅｄｏｓｎｉｇｅｆｗｓｏｉｔｄｆｗｕｅｎｔａｆｕｉｇａｓｎｌｏｌｌｓｒａｅｅｐｓｕａｅｅｅｆｎｓｅｏｕｆｃｓｕｆｃ，ｈｏｔｌｔｄａｓｒｓｏｅｔｄｆｗｓｒａｅｉｌｗｔｅｃｓｒｃｔａｓａｉｇｎｅｅｄｎｌｉａｉｈａｈｕｆｅｒｎｌｔｉｄｐｎｅｔａｎｙｎ
ｐｒｌｉｅｔｎｅ．Ｔｅｓｍｅｃｎｅｔｏｓｎｕｅｙｋｎｍａｉｍａｎｒｃｈａｏｃｐｆｕｉｇ
ｄｍｅｓｏａｒｅｎｕｓｑｅｔＤｅａａｄＳｅｉｎｉｎｌｅｐａｄｓｂｅｕｎｌｃｙ。ｓｉｎｈｎ

地铁循环荷载作用下老黏土动孔隙水压力试验研究

通的快速发展，其环境造成了一些不容忽视的影响。
土样含水量天然密度比重液限塑限孔隙比
／％ｇ／ｃｍ－３／％／％
粉质粘土２５．６７
１．９６
２．７３３４．６１９．３０．７５
（２）加荷方式列车荷载作为一种特殊的循环荷载，既不
同于静荷载，也不同于地震荷载，它在路基中产生的动应力波形并非规则的双向对称正弦波，而是长时间往复施加的循环荷载是一种单向脉
通过图２可知，在围压为２００ｋＰａ，固结比分别为１．０５、１．２５、１．５０三种应力状态时，将孔压变化进行归一化，孔压比随振次的变化规律基本一致，试
验结验结状样
。
考虑剑试
于是，深入研究粘土的动力特性、变形和破坏机理，分析地铁运营时产生的振动对其线路本身及周围
环境的影响，不仅可指导地铁工程的设计施工、地铁沉降的准确预测评价及采取有效的防治措施等，
冲。此循环荷载只是引起路基的循环压缩（无拉伸），故本试验选用经修正的正弦波，波形如
下孔压的主要影响因素为：围压、循环振次、超固结比、动应力比、振动频率等。考虑到试验的具体条件、粘土动孔压的滞后现象及各影响因素的影响程

大变形软岩流变性态及其在隧道工程结构中的应用研究

四、结论
四、结论
高应力软岩公路隧道大变形是一个复杂的问题，涉及地质环境、施工过程和运营管理等多个方面。为了有效控制这种变形，需要在工程设计和施工过程中采取一系列有针对性的措施。这些措施包括合理选择施工方法、强化初期支护、监控量测与信息反
四、结论
馈以及二次衬砌和加固措施等。通过这些措施的实施，可以大大降低高应力软岩公路隧道大变形的风险，提高隧道的稳定性和安全性。
二、大梁隧道软岩大变形的支护方案
5、加强监测和信息反馈：在隧道施工过程中，应加强监测和信息反馈工作。通过实时监测软岩的变形情况，及时调整支护方案和施工方法，确保隧道的施工安全和质量。
三、结论
三、结论
大梁隧道软岩大变形是一种常见的地质灾害现象，对隧道的安全性和稳定性产生极大的影响。因此，研究大梁隧道软岩大变形的特征及支护方案具有重要的现实意义。在隧道施工过程中，应加强地质勘察、选择合适的施工方法、及时加强支护、优化设
三、高应力软岩公路隧道大变形的工程应用研究
三、高应力软岩公路隧道大变形的工程应用研究
1、合理选择施工方法：针对高应力软岩的特性，应采用合适的施工方法，如台阶法、环形开挖法等，以减少对围岩的扰动，控制隧道的变形。
三、高应力软岩公路隧道大变形的工程应用研究
2、强化初期支护：初期支护是防止隧道变形的重要措施，应确保其及时施作，并具有良好的刚度和稳定性。同时，针对软岩的特性，可采用喷射混凝土、钢拱架等加强支护。
一、大梁隧道软岩大变形的特征
一、大梁隧道软岩大变形的特征
1、地质条件复杂：大梁隧道位于山地区，其地质条件复杂，包括地层、断层、节理等。这些地质构造对隧道施工产生极大的影响，尤其是软岩大变形的情况。
一、大梁隧道软岩大变形的特征

时变载荷作用下饱和黏土地基的流变固结特性研究

时变载荷作用下饱和黏土地基的流变固结特性研究
王立安;余云燕;孙建忠;陈辉
【期刊名称】《力学学报》
【年(卷),期】2024(56)3
【摘要】基于Biot多孔介质理论,利用分数阶Kelvin模型描述土骨架流变效应,引入斜坡、三角形和梯形载荷的时空域解析函数,构建时变载荷作用下饱和黏土地基的三维轴对称固结模型.采用Hankel–Laplace联合变换和张量运算推导控制方程的变换域解析解,利用数值反演得出时空域解.通过算例分析,对模型和计算方法的有效性进行验证,并研究了3种时变载荷作用下饱和黏土地基的流变固结行为和参数影响规律.结果表明,饱和黏土的次固结沉降更为显著.土骨架流变性对孔隙水渗透具有抑制作用,使土体在主固结阶段沉降速率减缓,次固结阶段沉降速率加快,而且长期沉降量增大.加载速率越大,孔隙压力峰值越大.卸载阶段土体发生变形恢复,土骨架弹性扩张产生负孔压,卸载速率越大,产生的负孔压越大.土骨架流变性越强,变形恢复量越小,产生的负孔压也越小.载荷类型和加载路径主要影响固结过程中位移和孔压随时间的变化形态,而土骨架流变性影响土体的长期沉降量.
【总页数】9页(P682-690)
【作者】王立安;余云燕;孙建忠;陈辉
【作者单位】兰州交通大学铁道技术学院;兰州交通大学土木工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TU470
【相关文献】
1.超固结比影响下饱和黏土力学特性试验研究
2.饱和软黏土不同固结程度下的抗剪强度特性研究
3.变荷载作用下轴对称饱和半空间均质地基Biot固结分析
4.超固结度对超固结饱和黏土不排水蠕变特性的影响研究
5.间歇性变围压循环荷载作用下饱和软黏土变形特性
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铁路粘土路基动力特性试验研究

Ｊｏｎｎｖｒｉ，Ｃｅｇｕ６０３，ｈａｉｔｇＵｉｅｔｈｎｄ１０１Ｃｉ）ａｏｓｙｎ
ＡｂｔａｔＡｅｅｏｅｔｒｃｎｕｔｄｎｌｂｒｔｒａｄｆｅｄｔｎｅｔａｅｈｅａｉｒｏｓｒｃ：ｓｌｓｆｔｓａｅｏｄｃｅｉａｏａｏｙｎｌｏｉｖｓｉｔｔｅｂｈｖｏｆｖｓｉｇ
ｃｍｐｃｄｃｙｙｒｉｏｄｓｂｒｄｕｊｃｅｏｒｐａｄｌａｉｇｏ — ｄｆｒｉｓｓｇｔｅｔｔｏａｔｌｅａｒａｕｇａｅｓｂｅｔｔｅｅｔｄｎｆｏａ —ｏｔｎ．Ｕｉｅｅａｌｄｅｏｔｎｒａｎｈｓ
维普资讯
第３７卷
第５期
西
南
交
通
大
学
学
报
Ｖ０．７Ｎｏ５１３．０ｃ．２０ｔ０２
２００２年１０月
ＪＯＵＲＮＯＨＷＥＴＪＡＯＴＡＬＯＦＳＵＴＳＩＯＮＧＵＮＩＲＳＴＹＶＥＩ
ｅｕｔｈｔｓ —ｔｉａｉｒｏｔｕｇａｅｗａｕｉｔｌｔｉｄ，ｒｓｌ，ｔｅｓｅｓｓａｎｂｈｖｏｆｅｓｂｒｄｓｑａｔａｉｅｙｓｄｅａｄｔｅｃｕｅｆｄｓａｅｓｒｒｅｈｎｔｖｕｎａｓｓｏｉｅｓｓｈｉｕｇａｅｗｒａｙｅ．Ｒｅｕｔｈｗｔａｅａｃｍｕａｅｌｓｃｄｆｒｔｎｉｌｓｂｒｄｎｓｂｒｄｅｅａｌｚｄｎｓｌｓｏｔｔｃｕｌｔｄｐａｔｅｏｍａｉｎｆｌｕｇａｅｓｈｈｉｏｉ — ｐｏｕｅｙｔｅｒｐａｅｃｉｎｏａｎ ’ ｅｌｓｔｏｄｉｃｏｅｙｒｌｔｄｔｅｓｔｒｔｎｏｕｇａｅｒｄｃｄｂｅｅｔｄａｔｆｔｉｓｗｈｅ —ｅａｌｓｌｅａｅｏｔａｕａｏｆｂｒｄｈｏｒｌｓｈｉｓｓｉＳｅｉｃｌ，ｔｅｄｎｍｉｔｎｔｆｓｂｒｄｏｌｄｃｅｓｓｓａｐｙｗｉｅｓｔｒｔｎｏｌｐｃｆａｌｈｙａｃｓｅｇｈｏｕｇａｅｓｉｅｒａｅｈｒｌｔｔａｕａｏ．．ｉｙｒｈｈｉＫｅｒｓｃａ；ｒｉｏｄｓｂｒｄｙｗｏｄ：ｌｙａｌａｕｇａｅ；ｄｎｍｉｅｏａｃ；ｓｂｒｄｉｅｓｓｒｙａｃｐｒｒｎｅｕｇａｅｄｓａｅｆｍ

边坡稳定采用土体指标不同时安全系数的对比

防洪堤稳定性的研究周建1，余嘉澍2(1.浙江大学岩土工程研究所；2.浙江省水利水电勘测设计院)摘要：首先对防洪堤浸润线以上土体进行了不同浸泡时间的浸泡试验，试验结果表明，土体的凝聚力随浸泡时间的增长大幅度下降，浸泡5d后土体的凝聚力将下降71.8%，但浸泡不改变土体摩擦角的大小。

通过等效超固结比(循环前后土体平均有效应力的比值)的概念，研究了动水作用下土体强度的循环弱化，为综合考虑动水循环荷载及浸泡作用对防洪堤稳定的影响，用简化毕肖普法对防洪堤稳定进行了计算，结果表明只考虑波浪(潮汐)作用，防洪堤的安全系数降低幅度不大，但同时考虑浸泡作用，特别是长时间浸泡后，防洪堤的安全系数降低最大可达20%。

关键词：浸泡试验；波浪作用；强度降低；稳定分析作者简介：周建(1970-)，女，湖北浠水人，浙江大学岩土工程研究所副教授、博士，主要从事软粘土动力学特性、软土地基处理等方面研究。

1 概述目前在计算分析防洪堤沉降和稳定时，未能考虑波浪(潮汐)等动水荷载作用下地基土体特性的变化情况。

动水作用与静水作用截然不同，除了荷载本身类型不同外，最主要的差别是在周期动荷载作用下，土体会产生软化，这种软化将使防洪堤地基土体和堤身材料的强度降低，导致防洪堤产生较大的沉降，影响其稳定性；此外洪水期间防洪堤正常水位以上土体受洪水浸泡，其土体强度也将明显下降，所以在进行防洪堤稳定分析时必须考虑这些因素的作用，下面将结合临海城防工程对这些问题进行一些探讨。

临海城防江北防洪堤土堤段(BD1+332～BD1+936.878)位于灵江一桥至灵江二桥段，地势开阔。

土堤顶宽6m，高约7m，内外边坡分别为1：2.5～1：3，结合环境美化，按原状地形增设平台，其中外坡自平台至坡脚采用细石混凝土灌砌块石护坡并另设混凝土大方脚固基。

堤身内土料自外至内大体分为3个区填筑，中部心墙采用粘性土回填并分层夯实，渗透系数K<1×10-5cm/s。

交通荷载下软土地基沉降模型试验研究

１０
１４０
图３不同频率下的沉降量与加荷周数关系曲线图（）１
４５
４０３５
２５２０
宣
３Ｏ２５２Ｏ
１５
１５
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５１Ｏ１Ｏ Ⅳ １Ｏ
ｒ＝．２ｃＯ８５
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１０
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１４０
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图１循环应力比对沉降量的影响图
环加载。加载为英国ＧＳ公司生产的液压式循环加Ｄ载设备。在饱和软基内埋设土压力盒和孔压计。
３试验结果与分析３１循环应力比的影响．
・
２８・
全国中文核心期刊
路基工程
２００８年第６期（总第１１期）４
交通荷载下软土地基沉降模型试验研究水
刘胜群
摘要
郑
晓
江西赣州３１０）４００
（江西理工大学经济管理学院
采用液压式循环加载系统模拟交通荷载的作用，对饱和软粘土地基的变形性状进行了室
２５
象。从图４看出，当频率为００ｚ０１Ｈ时，随．１Ｈ和．ｚ着加荷次数的增加，软基的沉降量迅速增大；当频率
｛
８ｚＨ
囊
，
／／
大于１Ｈ时，频率对沉降一加荷周数关系曲线的影ｚ
响逐渐减弱，需要较大的荷载作用次数土样才会破坏。从图５也可发现类似规律。从图３、图４和图５荷载作用下曲线出现转折点所需要的荷载作用次数逐

潮汐作用下饱和软粘土地基孔隙水压力变化规律研究

４１潮汐作用下土体内孔隙水压力数值模拟变化．
４１数学模型的建立．１．
软土地基沉降、堤基土体固结、孔隙水的渗透三者密不可分，隙水的排出，孔超静孑压消散引起土体固Ｌ
结，而导致地基沉降。进因此，力学本质上来说，堤的固结、降、从海沉渗流应属于流固耦合分析理论范畴。本次模拟由于试验点附近受风浪影响较小，为了简化计算，考虑水位上升和下降产生的静水压力变化带来的仅
结变形特性研究中，利用有限元数学模型计算的方法分析了潮汐、反压护道等对淤泥路基排水固结过程的显著影响。李树华＿总结了国外研究波浪、２］潮汐、泥沙问题的数学模型，探究三者之间的关系。另外，一些学者认为可以将潮汐的变化作用，看做是周期荷载或者循环荷载来研究。潮汐作用等同于周期荷载或循环荷载机理，于周期荷载白冰、健＿］对周３的周期荷载作用下粘性土变形及强度特性述评中曾总结了国内外的研究现
第３３卷第３期
２１年６月０２
水
道
港口
Ｖｏ．３Ｎｏ３１３．
ＪｕｎｌｆａｅｗａｎｒｏｏｒａｏＷｔｒｙａｄＨａｂｒ
Ｊｎ２１ｕ．０２
潮作下和粘地孔水力化律究汐用饱软土基隙压变规研
１潮汐变化原理、同周期荷载或循环荷载机理等
潮汐现象是指在引潮力作用下海水所产生的周期性运动。由于海水的涨潮和落潮，于滨海地区沿海淤对泥质滩面来说，以看作海水加载—— 卸载——加载的循环往复过程。可向先超等 …在潮汐作用下淤泥路基固

初始剪应力与频率对超固结软土变形试验研究

积变形特性Ｌ。６］
建设也进入了一个快速发展时期。尤其在经济发达、
人口稠密的东部沿海地区已经建成了大量的高速公
交通荷载作用过程中频率发生不断的变化，根
路、下铁路、地高速铁路。软土地基在受到车辆等引起的循环荷载作用下的失稳破坏主要是由地基土体的失稳破坏所致，同时其地基破坏形式又主要表现为
变发展速度增快。循环荷载作用下饱和软粘土存在临界循环应力比，过动应变与循环次数关系曲线也可以确定通其值大小。循环初期，变率较大，在应随着循环时间的增加，变率逐渐减小。着循环应力比的增加，变率增加。应随应振动频率对应变一环次数关系影响明显，着频率的增加，应变减小；而，动频率对动应变一间与应变率一循随动然振时时间关系影响不明显。随着初始剪应力的增大，应变发生较大幅度的增加。初始剪应力对应变率具有显著影响；动随着初始剪应力的增加，变率增加。对数坐标下，变率随时间线性减小。着超固结比的增加，应在应随动应变及应变率均减少。上述试验基础上建立了应变率与时间关系表达式，过积分得到了循环荷载作用下考虑初始剪应力、在通

交通荷载引起的软土地基累积沉降计算方法研究

交通荷载引起的软土地基累积沉降计算方法研究
杨庆义，旭孙
（山东电力工程咨询院有限公司，山东济南２０１）５０３摘要：软土地基在交通荷载下的沉降计算和稳定性保证，是修建低路堤公路的重要环节，而科学的计算方法是其前提和基础。文章以新河（青潍界）至辛庄子高速公路寿光段为例，通过利用循环荷载作用下软粘土不排水
式中：、ｂ０ｍ、都为材料参数。
Ｃａ和Ｍｉｒ根据Ｓｍｎｈｉｕａａａｇ的试验结果，Ｌ和对ｉ
Ｓｌ模型进行了新的修正，ｅｇｉ如下式：
＝。
（）＋）（
ｃ３，
式中：为初始静态偏应力；是常数；它参数定ｇｎ其义同前。
高速公路西段采用低路堤设计进行尝试，路堤平均
分城市和地区己在高等级公路中采取了低路堤设计
方案。如：江苏省苏州市交通设计院对苏州地区采
填土高度１２．ｍ左右；０４年河南省对河南的高速２０公路设计做出重大调整，使路堤填土高度全面降低
收稿日期：０１－３—０２１０９作者简介：庆义（９８，，杨１６一）男山东枣庄人，高级工程师，学士，主要从事岩土工程勘测、设计、试验等研究．・ａ：ａｇｉｙｄｐｉｏＥｍｉｙｎｑｇｉｅｃｔｍｌｎ＠ｓ．
累计变形模型－ＣａＭｕａ－ｈｉｉ模型，．ｒ结合利用Ｆａ有限差分程序计算地基中的动、力，软土地基的累计沉ｌｃ静应对
降进行了计算。结果表明：修建在软土地基上的低路堤，对反复的交通荷载引起的累计沉降很大，同时变形随

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长期循环荷载下考虑蠕变特性的饱和软粘土累积变形研究
软粘土广泛分布在我国沿海地区,具有压缩性大、天然含水量高、强度低、蠕变特性显著等特点。

近年来在这些软粘土上兴建了大量的码头、防波堤等近海港工结构。

这些结构在受到装卸运输机械流动荷载、波浪循环荷载等长期动力荷载作用时,地基土体会产生不同程度的沉降。

国内外很多学者对循环荷载作用下软粘土的长期变形进行了研究,取得了大量理论成果,其中一些成果也被应用到实际工程中。

但是大型结构物地基沉降、稳定性等问题较为复杂,很难直接求出解析解。

本文建立了一种适用于工程实际的考虑蠕变特性的累积塑性应变经验模型,通过对有限元软件ABAQUS进行二次开发,实现了长期循环荷载作用下考虑蠕变特性的软土地基累积变形的数值计算,使其能在一定程度上克服室内试验的局限性,为复杂实际工程中土体蠕变变形计算提供一定的借鉴与参考。

本文首先基于长期循环荷载作用下饱和软粘土蠕变试验的试验结果,分析了不同静偏应力、循环动应力组合影响下饱和软粘土的累积变形规律,建立了一种适用于工程实际的考虑蠕变特性的累积塑性应变经验模型。

然后通过用户子程序CREEP和USDFLD对有限元软件ABAQUS进行二次开发,将累积塑性应变经验模型模型嵌入数值模型中,建立了一个长期循环荷载下计算软粘土累积变形的有限元程序。

运用所建立的有限元模型,对三轴循环蠕变试验进行数值模拟,分析了不同静偏应力和循环动应力组合影响下软粘土累积变形规律,与实验结果进行对比分析,验证了该数值模型的可靠性。

在上述研究基础上,针对半圆型防波堤和沉箱式
防波堤结构,建立了波浪循环荷载作用下考虑蠕变效应的拟静力有限元分析模型,分析了防波堤地基土体的变形规律。

对实际工程的不同加载情况下的波浪力大小、基床底宽、箱内填砂量、软粘土换填厚度等不同影响因素进行了敏感性分析。

并通过与未考虑软粘土蠕变影响的情况进行了对比,发现软粘土循环蠕变效应对地基沉降的影响较为显著。

这些研究成果可为软粘土地基上港口与海岸水工建筑物的设计提供参考。