考虑结构性与排水条件的吹填软土的流变特性.pdf
《考虑结构性与排水条件的吹填软土的流变特性.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《考虑结构性与排水条件的吹填软土的流变特性.pdf(6页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、第 4 1 卷 第 2期 2 0 1 3 年 4月 煤 田地质 与勘探 CoA LGE 01 0GY& E XP I 0R觚0 N VO1 41 NO 2 Ap r 2 01 3 文 章编号 : 1 0 0 1 1 9 8 6 ( 2 0 1 3 ) 0 2 0 0 5 4 0 6 考虑结构性与排水条件的吹填 软土的流变特性 杨 爱武 一,郭 飞 ,杜 东菊 ( 1 天津市软土工程特性与工程环境重点实验室,天津 3 0 0 3 8 4 ; 2 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室,湖北 武汉 4 3 0 0 7 1 ) 摘要:软土普遍具有结构性与流变特性。以天津滨海新 区
2、吹填场地有一定结构性的吹填软土为研 究对象,通过三轴流变试验仪 ,开展 了排 水条件以及结构性对其流变特性影响的研 究。试验结果 表明,排水条件对流变有 明显影响。不排水时,流变变形大;排水时,虽然总变形量大,但 固结 变形 占较大比例,流变变形比例小,实际工程实践中可通过增加土体的排水条件减少流变的影响。 结构性对土体流变的影响主要体现在所受外部荷载与结构屈服应力大小之 间的关系。当外荷载小 于结构屈服应力时,流变变形小;当外荷载大于结构屈服应力时,伴随着土结构的破坏,流变变 形明显增大,但还是小于同条件下无结构性的重塑土。 关键词:吹填软土;结构性;排水条件;流变特性 中图分类 号 :T
3、U4 ; P 6 4 2 文 献标识码 :A DO I : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 1 1 9 8 6 2 0 1 3 0 2 0 1 3 Rhe o l o g i c a l c ha r a c t e r i s t i c s c o ns i de r i n g s t r uc t ur e a nd d r a i na g e c o ndi t i o n o ft h e s o f t dr e dg e r fil l Y ANG Ai w u I 1 G U0 F e i D U Do n g j u ( 1 K e yL a b
4、o r a t o r y o f S o f t S o i l E n g i n e e r i n g C h a r a c t e r a n d E n g i n e e r i n gE n v i r o n me n t o fT i a n j i n , T i a n j i n 3 0 0 3 8 4 , C h i n a ; 2 S t a t e Ke y L a b o r a t o ry o fG e o me c h a n i c s a n d G e o t e c h n i c a l E n g i n e e r i n g , I n
5、 s t i t u t e o f R o c k a n d S o i l Me c h a n i c s , C h i n e s e A c a d e m y o f S c i e n c e s , W u h a n 4 3 0 0 7 1 , C h i n a ) Ab s t r a c t : S o ft s o i l h a s s t r u c t u r a l a n d r h e o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s u s u a l l y Th r o ug h t h r e e t
6、r i a x i a l r h e o l o g i c a l t e s t , t h e p a p e r s t u d i e d t h e r h e o l o g i c a l p r o p e r t i e s e f f e c t e d b y d r a i n a g e c o n d i t i o n s a n d s t r u c t u r e o n t h e b a s i s o f s t r u c t u r a l s o f t d r e d g e r f i l l i n T i a n j i n B i
7、n h a i n e w a r e a T h e r e s u l t s s h o w e d t h a t t h e d r a i n a g e c o n d i t i o n s d o h a v e a n o b v i o u s e f f e c t o n r h e o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s Un d e r c o n d i t i o n s wi t h o u t d r a i n a g e , r h e o l o g i c a l d e f o r m a t
8、i o n i s o b v i o u s ;o n t he c o n t r a r y , a l t h o u g h t h e t o t a l a mo u n t o f d e f o r ma t i o n i s h u g e , r h e o l o g i c a l d e f o r m a t i o n h a s a s m a l l p r o po r t i o n ,S O we c a n r e d u c e t h e r h e o l o g i c a l e f f e c t b y i mp r o v i n
9、g t h e d r a i n a g e c o n d i t i o n s o f s o i l i n e n g i n e e r i n g p r a c t i c e Ef f e c t o f s t ru c t u r e o n r h e o l o g y m a i n l y r e fle c t e d t h e r e l a t i o n s h i p b e t we e n t h e e x t e r n a l l o a d a n d t he s t ru c t u r e y i e l d s t r e s s
10、 W h e n t h e e x t e r n a l l o a d i s l e s s t h a n t h e y i e l d s t r e s s , t h e r h e o l o g i c a l d e f o r ma t i o n i s s ma l l ; o n t h e c o n t r a r y s i t u a t i o n , r h e o l o g i c a l d e f o r ma t i o n wi l l i n c r e a s e s i g n i fi c a n t l y a c c o mp
11、 a n i e d b y t h e d a m a g e o f s o i l s t r u c t u r e , b u t i t i s s t i l l s ma l l e r t h a n u n s t r u c t u r e d r e m o d e l i n g s o i l u n d e r t h e s a me c o n d i t i o n s Ke y wo r ds : s o f t d r e d g e r fi l l ; s t r u c t u r e ; d r a i n a g e c o n d i t i
12、 o n; r h e o l o g i c a l c h a r a c t e r i s t i c s 土是一种三相体系介质 , 其粘滞性已是一致公认 的基本特性 ,而软粘土表现得尤为明显。国内外许 多学者对其流变特性做 了大量卓有成效的工作 。如 S i n g h等 、 ME S R I G 引 、 王常明等 训、 陈晓平等 - 引、 雷华 阳【 、殷宗泽等【 引、于新豹 引、张芳枝【 们 、章定 文 、师旭超 、 陈晓平 1 、 高彦斌 训 、顾中 、 周秋娟 刚、刘汉龙等 、冯志刚等 】 、刘汉龙等 都对土体流变特性进行了深入研究。 但以上研究主要 基于 自然沉积 的土体,
13、对人工吹填的软土研究不够。 另外, 对于土体流变特性 , 虽有学者开展 了排水条件 影响的研究 , 但对于结构性影响则未有文献报到。本 文 以天津滨海新区经过真空预压处理 的有一定结构 强度的吹填软土为研究对象 , 同时考虑结构性与排水 条件的影响, 研究其流变特性 , 具有理论与实践价值。 1 吹填软土基本性质 试验样品为原状样及其相应的重塑样 , 取 白天津 滨海新区临港工业区经过真空预压处理的吹填场地 , 其物理力学性质如表 1 ,一维压缩曲线见图 1 ,三轴 压 缩见 图 2 。 收稿 日期 :2 0 1 2 - 0 1 0 3 基金项目:天津市科技发展计划项 目( 0 6 Y F S
14、 Z S F 0 4 0 0 0 ) ;国家 自然科学基金项 目( 5 1 1 7 9 1 8 6 ) 作者简介: ( 1 9 7 1 -) ,男 ,安徽桐城人 ,博士后 ,教授 ,从事软土地基处理及土体微观结构研究 第 2期 杨爱武等:考虑结构性与排水条件 的吹填软土的流 变特性 5 5 图 1 一维压缩曲线图 Fi g 1 One - d i me ns i on a l c o mp r e s s i on c ur ve 4 0 35 3 O 25 2 0 l 5 l 0 O 一 生 应变 ( a ) 试验过程不排水 0 5 l O 1 5 应变 ( b ) 试 验过程 排水 图 2
15、 三轴压缩压缩曲线图 Fi g 2 Th r e e - di me ns i o na l c ompr e s s i o n c u r ve 由表 1 可以看出, 天津滨海新区经过真空预压处 理的吹填软土为高含水量高塑性指数软土 。由图 1 可以看 出一维压缩 曲线原状土与重塑土形状区别 明 显 ,重塑土近乎直线 , 而原状土为曲线 , 可 以用折线 来拟合 , 即曲线存在转折点, 此点即为压缩结构屈服 应力 。由图 2三轴压缩曲线知 , 原状土峰值强度明显 高于重塑土 , 原因也是结构性作用的结果。对于三轴 压缩试验 , 其结构屈服应力为三轴压缩应力应变曲线 上台坎处对应 的应力,
16、对于不明显出现台坎时 , 本文 按文献 2 0 方法 ,将曲线变换为线性表示法 ,当变换 后拟合为一条直线时 , 不出现结构屈服应力 , 拟合为 两条直线时 , 其交点应为结构屈服点。 在此特别注意 , 重塑土也可能会出现拟合为两条直线的情况, 但此时 应为重塑土作为材料本身所具有的屈服应力 , 此值小 于原状土,差值为三轴压缩结构强度的大小。3种围 压下结构屈服应力差别不大 ,在 8 1 0 k P a 之间。另 外 , 排水条件下的峰值强度明显高于相应条件下的不 排水条件下的峰值强度 , 说明排水条件也影响土体的 强度。 不同的试验条件下所得到的峰值强度为相应的 流变试验破坏控制值。总之
17、, 排水条件以及结构性对 土体工程性质有明显影响。 2 流变试验方案 流变受到多种因素的影响 , 有 内因素和外因素之 分。内因素主要为物质成分, 对于结构性土, 结构性影 响也是内因之一。外因素如排水条件、围压、应力水 平等。 目前天津滨海新区吹填场地最大深度在 1 0 1T I 左 右 , 为了使研究的成果更符合现场工程实际 , 所采用 的最大围压为 1 0 0 k P a 。为了研究排水条件对流变的 影响 , 本文开展了不固结不排水流变试验以及不固结 排水 流变试 验 。对于 结构性 对流 变特性 的影 响 , 本 文 在对试样进行原状土流变试验的同时 , 还对同一土样 的相应重塑土进行
18、了流变平行试验。 试验仪器采用 T S S 1 0 土体三轴流变试验仪 ,具体试验方案见表 2 及表 3 。 表 2 不固结不排水流变试验方案 Ta bl e 2 Unc on s o l i d at e d and undr a i ne d r he o l o gi c al t e s t me t ho d 5 6 煤 田地质与勘探 第 4 l卷 3 不排水流变试验 成果 与分析 试验过程不排水 ,是为了避免排水条件的影响; 采用原状土与重塑土进行对 比试 验研究结构性对流 变 的影 响 。 3 1 流变历时曲线 本文采用分级加载的方式进行流变试验 ,用“ 陈 氏法” 【 2 l
19、J 进行数据处理 ,所得试验成果如图 3 、图 4 。 图 3 、图 4表明,结构性的存在,使原状土与重 塑土流变特性差别明显。 本文研究的吹填原状软土的 结构屈服应力 比重塑土的屈服应力大的不多, 在低于 结构屈服应力( 8 1 0 k P a ) 的情况下 ,两种状态的土变 形差别不大 ;超过结构屈服应力( 1 0 k P a ) 时,随着应 力水平的提高, 重塑土变形明显大于原状土。主要是 外力低于结构屈服应力时, 结构性得不到发挥 , 而重 塑土依靠 自身 的屈服应力也能抵抗一定的外力 ,因 此 ,两者差别不大。当外力超过结构屈服应力时 ,原 状土结构的破坏是一个过程 , 表现为其抵抗
20、外力的能 力逐渐减小 ,但还是大于重塑土 ,因此,相同应力水 平下的变形量总是小于重塑土 , 最终的破坏应力水平 大 于重塑 土 。 2 0 I 一 * ,3 K曼ra : 兰 i i I I i 至 琴 = = = = 二 = = 二 = * S=5 kP a 露 基 基 2 4 2 O 苫 1 6 l 2 8 4 O 时间 h ( a 1 原状土 S =5 k P a S=l 0 kP a S=l 5 k Pa =2 0 kP a S=27 5 kP a S=35 kP a S =5 k P a S = l 0 k Pa = l 5 k Pa S=2 0 k Pa = 2 7 5 k Pa
21、 时间 h ( b ) 莺塑上 图 4 1 0 0 k P a围压 流变 曲线 图 Fi g 4 Rhe ol og i c a l c u r ve of 1 00 k Pa c on fin i n g p r e s s u r e 3 2孔隙水压力随时间变化 在流变试验的过程 中对孔隙水压力 的变化进行 了实时观测 ,成果如图 5 、图 6 。 矗 幽 时问 h 时间 h ( b ) 重塑土 图 5 5 0 k P a围压下孔压历时曲线图 Fi g 5 Po r e p r es s ur e c urve o f 5 0 kPa c on fini ng pr e s s u r e
22、 第 2期 杨爱武等:考虑结构性与排水条件 的吹填软土的流变特性 5 7 1 砖 、 0 O c 。 。 。 一 9 5I - 8 0 1 0k Pa 7 S=1 5 k Pa 一 S =2 0 7 l 5k P k Pa a 。 0 l 0 2 O 30 4 0 5 0 6 0 7 0 8 0 9 0 l 0 0 l 0 0 9 O 出 8 0 7 0 6 0 时 间 h ( a ) 原 状土 O l O 2 O 3 0 4 0 5 0 6 O 7 O 8 0 9 0 l 0 0 时间 h ( b ) 重塑上 图 6 1 0 0 k P a围压下孔压历时曲线 图 Fi g 6 Po r e
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 考虑 结构性 排水 条件 吹填软土 流变 特性
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【fir****x8】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【fir****x8】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。