基于初始孔压非均布条件的软黏土地基固结特性分析

doi:10.3969/j.issn.1674-0696.2017.10.08

摘要/Abstract

摘要： 将初始孔压非均布条件用统一表达式表示，采用Merchant模型推导了初始孔压非均布条件下的竖井地基黏弹性解。通过与初始孔压均匀分布条件下的黏弹性解对比，验证了本文解的正确性。并编制计算程序分别分析黏弹性参数、初始孔压参数对于竖井地基固结特性的影响。研究表明：k及η值的增大均使固结速率降低，使同等深度的平均孔压增大，且对竖井地基平均孔压的影响较其对平均固结度的影响明显；同样条件下，k值的变化对竖井地基固结特性的影响更大。

关键词: 岩土工程, 非均布初始孔压, 黏弹性, 固结特性

Abstract: A new solution under the non-uniform distribution of initial pore pressure expressed in a unified expression was derived from the equivalent strain governing equation for the consolidation by vertical drain wells on the basis of the Merchant rheological model.The correctness of the proposed solution was verified by comparing with the viscoelastic solution under the uniform distribution of initial pore pressure.The calculation program was coded to analyze the influence of the viscoelastic parameters and the initial pore pressure parameters (described by k and η)on the consolidation characteristics of soil ground with vertical drain wells.The research shows that the increase of k and η will slow down the rate of the consolidation，and increase the average pore pressure at the same depth.The increase of k and η has more significant influence on the average pore pressure of soil ground with vertical drain wells than that on the average degree of consolidation; under the same condition，the change of k makes much more influence on the average degree of consolidation than that on the average pore pressure of soil ground with vertical drain wells.

Key words: geotechnical engineering, non-uniformly distributed initial pore pressure, viscoelastic characteristics, consolidation characteristics

中图分类号:

李之达，邵玉. 基于初始孔压非均布条件的软黏土地基固结特性分析[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2017, 36(10): 45-50.

LI Zhida，SHAO Yu. Consolidation Characteristics of Soft Clay Ground Subject to Non-uniformly Distributed Initial Pore Pressure[J]. Journal of Chongqing Jiaotong University(Natural Science), 2017, 36(10): 45-50.

参考文献

［1］周琦，张功新，王友元，等.真空预压条件下的砂井地基Hansbo固结解［J］.岩石力学与工程学报，2010，29(增刊2)：3994-3999.
ZHOU Qi，ZHANG Gongxin，WANG Youyuan，et al.Hansbo’s consolidation solution for sand-drained ground under vacuum preloading
［J］.Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2010，29(Sup2)： 3994-3999.
［2］ INDRARATNA B，RUJIKIATKAMIORN C，SATHANANTHAN L.Analytical and numerical solutions for a single vertical drain including the
effects of vacuum preloading［J］.Canadian Geotechnical Journal，2005，42(4)： 994-1014.
［3］徐妍，吴芳，谢康和，等.初始孔压非均布竖向排水井地基固结方程的解析解［J］.水利学报，2008，39(7)：829-835.
XU Yan，WU Fang，XIE Kanghe, et al. Analytic solution of consolidation equation for soft soil with vertical drains subject to non-
uniformly distributed initial pore water pressure［J］.Journal of Hydraulic Engineering，2008，39(7)： 829-835.
［4］蔡新，谢康和，徐妍，等.初始孔压非均布条件下涂抹区渗透系数变化的砂井地基固结解［J］.岩土工程学报，2010，32(1)：104-108.
CAI Xin，XIE Kanghe，XU Yan，et al.Analytical solution for consolidation of sand-drained ground under non-uniform distribution of
initial excess pore water pressure and variation of permeability coefficient in smear zone［J］.Chinese Journal of Geotechnical
Engineering，2010，32(1)：104-108.
［5］张玉国，岳峰，谢康和.初始孔压非均布条件下散体材料桩复合地基固结理论研究［J］.岩土力学，2011，32(9)：2675-2680.
ZHANG Yuguo，YUE Feng，XIE Kanghe.Study of consolidation theory of composite ground with granular columns under non-uniform
distribution of initial excess pore water pressure［J］.Rock and Soil Mechanics，2011，32(9)：2675-2680.
［6］王坤，谢康和，刘兴旺，等.初始孔压非均布考虑起始比降的一维固结解［J］.岩石工程学报，2011，33(9)：1419-1424.
WANG Kun，XIE Kanghe，LIU Xingwang，et al.Solution for one-dimensional consolidation with threshold gradient subjected to non-
uniformly distributed initial pore water pressure［J］.Chinese Journal of Geotechnical Engineering，2011，33(9)：1419-1424.
［7］江唯伟，张军辉.初始孔压非均布双层地基一维固结性状分析［J］.长江科学院院报，2013，30(9)：80-84.
JIANG Weiwei，ZHANG Junhui.One dimensional consolidation behavior of double-layered ground with non-uniform distribution of initial
pore water pressure［J］.Journal of Yangtze River Scientific Research Institute，2013，30(9)： 80-84.
［8］刘兴旺，谢康和，潘秋元，等.竖向排水井地基粘弹性固结解析理论［J］.土木工程学报，1998，31(1)：10-19.
LIU Xingwang，XIE Kanghe，PAN Qiuyuan，et al.Viscoelastic consolidation theories of soils with vertical drain wells［J］.China Civil
Engineering Journal， 1998，31(1)： 10-19.
［9］王瑞春，谢康和.半透水边界的竖向排水井地基粘弹性固结分析［J］.长江科学院院报，2001，18(6)：33-36.
WANG Ruichun，XIE Kanghe.Analysis on viscoelastic consolidation of soil foundations by vertical drain wells considering semi-permeable
boundary［J］.Journal of Yangtze River Scientific Research Institute，2001，18(6)： 33-36.
［10］王瑞春，谢康和.变荷载下竖向排水井地基粘弹性固结沉降解析解［J］.土木工程学报，2001，34(6)：93-99.
WANG Ruichun，XIE Kanghe.Analytical solutions for viscoelastic consolidation by vertical drains under time-dependent loading
［J］.China Civil Engineering Journal，2001，34(6)： 93-99.
［11］刘加才，赵维炳，明经平，等.均质未贯穿竖井地基粘弹性固结分析［J］.岩石力学与工程学报，2005，24(11)：1972-1977.
LIU Jiacai，ZHAO Weibing，MING Jingping，et al.Viscoelastic consolidation analysis of homogeneous ground with partially penetrated
vertical drains［J］.Chinese Journal of Rock Mechanics and Engineering，2005，24(11)：1972-1977.
［12］刘加才，马强.层状粘弹性地基一维固结特性［J］.土木建筑与环境工程，2012，34(3)：34-38.
LIU Jiacai，MA Qiang.One dimensional consolidation analysis of layered clay soils exhibiting rheological characteristics［J］.Journal
of Civil，Architectural and Environmental Engineering，2012，34(3)： 34-38.

[1]	王宗建1,2，李畅1，肖亮2，卢谅2. 加筋黏性土加筋效果的三轴试验研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(07): 99-106.
[2]	叶险峰，韩以江，祝敕捷，程雍. 基于改进变权-TOPISIS的锚固边坡失稳风险评估[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(02): 108-115.
[3]	王东升，陈振鸿，王亚彬，张瑞. 基体沥青混合料空隙率对复合混凝土黏弹特性的影响[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(01): 104-111.
[4]	张霄，尹占超，刘啸，段崇豪，郝彭帅. 综合物探法在运营岩溶隧道病害探查中的应用[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(10): 60-66.
[5]	何叶1,2，赵明阶1，汪魁1，吉跃辉1. 基于电阻率试验的真空饱水-干燥循环砂岩性能分析[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(09): 127-131.
[6]	罗蓉1,2，侯强1,2，刘涵奇1,2. 湿度对沥青混合料黏弹性质的影响[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(08): 77-83.
[7]	任松1，王乐1，谢凯楠1,2，姜德义1，蒋翔1. 基于声发射计数信息熵的页岩拉压破坏临界特征试验研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(08): 101-107.
[8]	王虎，陈翔，王雅. 层间接触条件下黏弹性铺装层力学分析[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(07): 66-72.
[9]	包小华1，章宇1，徐长节2，付艳斌1，崔宏志1，谢雄耀3. 双线盾构隧道施工沉降影响因素分析[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(03): 51-60.
[10]	倪文兵. 基于静力学理论的地下水浮力研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(03): 61-68.
[11]	吴国雄1,2，叶新雨1，余苗1，杨丹彤3. 基于黏弹性的橡胶改性沥青路面抗滑性能研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(02): 81-86.
[12]	唐红梅，王平，王林峰. 变化裂隙岩体的压缩破坏RFPA数值模拟[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(02): 103-110.
[13]	周恩全，伊思航，许想，陆建飞. 基于热力学耗散的饱和砂土循环液化特性研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(02): 111-117.
[14]	秦网根1,2,蔡正银1,关云飞1,李小梅1. 典型区域软弱土室内水泥固化三轴CD试验[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(01): 103-108.
[15]	王恒1，蒋先念1，李树建2，贾智丹1. 三峡库区危岩体劣化特征及变形破坏模式研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2019, 38(12): 92-96.