考虑非达西渗流和变荷载影响的软土大变形固结分析

发布时间：2018-07-18 07:15

【摘要】：软土中的非达西渗流和大变形特性已为人们所认识,但能考虑土中非达西渗流的软土大变形固结理论还鲜有报道。考虑实际中的变荷载,基于土中的非达西渗流现象在拉格朗日坐标系中建立以超静孔隙水压力为变量的软土一维大变形固结模型。利用有限差分法对所建立的模型进行数值求解,并与特定条件下的解析解对比,以验证数值解的可靠性。最后着重分析非达西渗流模型参数对软土大变形固结性状的影响及大、小应变不同几何假定下非达西渗流固结性状的异同。结果表明非达西渗流模型的参数m及i1值越大,地基的固结速率就越慢;如果小应变固结理论中自重应力的计算也考虑沉积作用,此时尽管软土在大变形几何假定下的固结速率要比小变形假定下快,但大、小应变固结理论计算的地基最终沉降值相等;基于此,鉴于大变形固结理论的复杂性,此种情况下应用小变形代替大变形几何假定所引起的计算误差是可接受的。
[Abstract]:The characteristics of non-Darcy seepage and large deformation in soft soil have been recognized, but the consolidation theory of large deformation of soft soil considering non-Darcy seepage is rarely reported. Considering the variable load in practice, based on the non-Darcy seepage phenomenon in soil, a one-dimensional large deformation consolidation model of soft soil with excess pore water pressure as variable is established in Lagrangian coordinate system. In order to verify the reliability of the numerical solution, the finite difference method is used to numerically solve the model and compare it with the analytical solution under certain conditions. Finally, the influence of the parameters of non-Darcy seepage model on the consolidation behavior of large deformation of soft soil and the similarities and differences of non-Darcy seepage consolidation characteristics under different geometric assumptions of large and small strain are analyzed. The results show that the greater the parameters m and I _ 1 of the non-Darcy seepage model, the slower the consolidation rate of the foundation, if the sedimentation is also taken into account in the calculation of the gravity stress in the consolidation theory of small strain. In this case, although the consolidation rate of soft soil under the geometric assumption of large deformation is faster than that under the assumption of small deformation, the final settlement of foundation calculated by consolidation theory of large strain and small strain is equal, because of the complexity of consolidation theory of large deformation, In this case, the calculation error caused by using small deformation instead of large deformation geometric assumption is acceptable.
【作者单位】： 江苏大学土木工程与力学学院;浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心;
【基金】：国家自然科学基金项目(51109092,51179170) 中国博士后基金面上项目(2013M530237);中国博士后基金第七批特别项目(2014T70479)
【分类号】：TU447

【参考文献】

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1 谢康和,郑辉,C J Leo;变荷载下饱和软黏土一维大应变固结解析理论[J];水利学报;2003年10期

2 刘慈群;有起始比降固结问题的近似解[J];岩土工程学报;1982年03期

3 李冰河,谢康和,应宏伟,曾国熙;软粘土非线性一维大应变固结分析[J];岩土工程学报;2000年03期

4 鄂建;陈刚;孙爱荣;;考虑低速非Darcy渗流的饱和黏性土一维固结分析[J];岩土工程学报;2009年07期

5 齐添;谢康和;胡安峰;张智卿;;萧山黏土非达西渗流性状的试验研究[J];浙江大学学报(工学版);2007年06期

6 黄杰卿;谢新宇;王文军;刘开富;;考虑起始比降的饱和土体一维复杂非线性固结研究[J];岩土工程学报;2013年02期

7 Chuan-xun LI;Kang-he XIE;;One-dimensional nonlinear consolidation of soft clay with the non-Darcian flow[J];Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering);2013年06期

8 刘忠玉;闫富有;王喜军;;基于非达西渗流的饱和黏土一维流变固结分析[J];岩石力学与工程学报;2013年09期

【共引文献】

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1 谷任国;房营光;;极细颗粒黏土渗流的微电场效应试验分析[J];长江科学院院报;2009年06期

2 程时清,张盛宗,黄延章,朱维耀;径向非均质油藏低速非达西渗流试井分析[J];重庆大学学报(自然科学版);2000年S1期

3 王坤;谢康和;李传勋;童磊;;特殊条件下考虑起始比降的双层地基一维固结解析解[J];工程力学;2011年11期

4 ;Effects of temperature and pressure differences on water seepage in breccia[J];Chinese Journal of Geochemistry;2012年03期

5 李传勋;谢康和;胡安峰;刘兴旺;;考虑非达西渗流的成层地基一维固结半解析解[J];工程力学;2012年11期

6 Wen-Chao Liu;Jun Yao;Zhang-Xin Chen;;Analytical solution of a double moving boundary problem for nonlinear flows in one-dimensional semi-infinite long porous media with low permeability[J];Acta Mechanica Sinica;2014年01期

7 周煜;谢康和;刘兴旺;;考虑起始比降和涂抹作用的竖井地基固结解[J];工程力学;2014年02期

8 王文丽;王兰民;王谦;;周期温度边界条件下一维融化固结特性研究[J];冰川冻土;2014年04期

9 关振长;陈诗;黄明;邓涛;郭光照;;软基处理中土体抗剪强度与压缩模量的研究[J];地下空间与工程学报;2015年01期

10 孙亮;邱振;朱如凯;郭秋麟;;致密页岩油气赋存运移机理及应用模型[J];地质科技情报;2015年02期

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1 任晓娟;齐银;张宁生;张国辉;;低渗孔隙介质中低速非达西渗流特征研究进展[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集（二）[C];2007年

2 刘曰武;刘俊丽;;渗流力学的发展及应用[A];第三届全国力学史与方法论学术研讨会论文集[C];2007年

3 宋付权;许友生;;低渗透多孔介质一维水驱油特征[A];第七届全国水动力学学术会议暨第十九届全国水动力学研讨会文集（上册）[C];2005年

4 陶海冰;谢康和;刘干斌;黄大中;邓岳保;;考虑温度耦合效应的竖井地基固结有限元分析[A];《岩土力学》vol.34 增刊1 2013[C];2013年

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1 江辉煌;砂井处理超软地基的固结计算[D];中国铁道科学研究院;2009年

2 邹健;桩端后注浆浆液扩散机理及残余应力研究[D];浙江大学;2010年

3 孙丽云;基于非达西渗流的饱和黏土一维固结试验与理论研究[D];郑州大学;2011年

4 王坤;考虑起始比降的软土地基一维固结理论研究[D];浙江大学;2011年

5 李金柱;软黏土地基大应变流变固结特性研究[D];浙江大学;2011年

6 张继发;一维大应变固结问题的解析理论研究[D];浙江大学;2002年

7 王延峰;大庆扶杨低渗透油层渗流机理研究与应用[D];大庆石油学院;2004年

8 魏静;渗压作用下的有限应变固结理论研究[D];天津大学;2004年

9 郑辉;软粘土地基大应变非线性流变固结理论研究[D];浙江大学;2004年

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2 陶立为;软土中水位升降引发的固结解析理论研究[D];浙江大学;2011年

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4 何景愈;大直径后注浆桩尺寸效应、受力性状及残余应力研究[D];浙江大学;2012年

5 李韬;U.L.描述的大变形固结理论及其有限元分析[D];长安大学;2001年

6 朱长军;非达西渗流实验研究及数学描述[D];中国科学院研究生院（渗流流体力学研究所）;2002年

7 丁洲祥;欧拉描述的大变形固结理论及其有限元法[D];长安大学;2002年

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9 李振;排水板处理软土地基固结沉降与稳定控制研究[D];浙江大学;2006年

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2 叶正强,李爱群,杨国华,黄镇,张森安;粘性土的渗透规律性研究[J];东南大学学报;1999年05期

3 王秀艳,刘长礼;对粘性土孔隙水渗流规律本质的新认识[J];地球学报;2003年01期

4 高彦斌;;饱和软粘土一维非线性流变——固结耦合分析[J];工程力学;2006年08期

5 刘忠玉;杨荣根;;考虑起始水力梯度时双层地基的一维固结[J];合肥工业大学学报(自然科学版);2006年05期

6 施建勇,问延煦,雷国辉,艾英钵,赵阳;固结试验及其相关问题的讨论[J];河海大学学报(自然科学版);2004年02期

7 纠永志;刘忠玉;乐金朝;孙丽云;;考虑非Darcy渗流和自重应力的一维固结分析[J];同济大学学报(自然科学版);2012年04期

8 李冰河,谢永利,谢康和,曾国熙;软粘土非线性一维固结半解析解[J];西安公路交通大学学报;1999年01期

9 张磊;孙树林;;变荷载下双曲线模型修正土体一维固结理论[J];岩石力学与工程学报;2007年S2期

10 马崇武;刘忠玉;;考虑饱和黏土埋深影响的一维非线性固结[J];岩石力学与工程学报;2007年S2期

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2 齐添;软土一维非线性固结理论与试验对比研究[D];浙江大学;2008年

3 吴健;饱和软土复杂非线性大变形固结特性及应用研究[D];浙江大学;2008年

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2 丁留谦,许国安;三维非达西渗流的有限元分析[J];水利学报;1990年10期

3 姚约东;石油非达西渗流新的运动模式理论及应用研究[J];岩石力学与工程学报;2004年14期

4 罗赛虎;徐维生;;低渗非达西渗流研究综述[J];灾害与防治工程;2007年01期

5 秦峰;王媛;;非达西渗流研究进展[J];三峡大学学报(自然科学版);2009年03期

6 邓岳保;谢康和;李传勋;;考虑非达西渗流的比奥固结有限元分析[J];岩土工程学报;2012年11期

7 齐添;谢康和;胡安峰;张智卿;;萧山黏土非达西渗流性状的试验研究[J];浙江大学学报(工学版);2007年06期

8 秦峰;王媛;顾智刚;;光滑平行板高速非达西渗流实验研究[J];三峡大学学报(自然科学版);2010年03期

9 许凯;雷学文;孟庆山;周熙波;;非达西渗流惯性系数研究[J];岩石力学与工程学报;2012年01期

10 李传勋;谢康和;;基于非达西渗流的软土一维非线性固结半解析解[J];岩土力学;2013年08期

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1 任晓娟;齐银;张宁生;张国辉;;低渗孔隙介质中低速非达西渗流特征研究进展[A];第九届全国渗流力学学术讨论会论文集（二）[C];2007年

2 吴金随;尹尚先;;破碎岩体中非达西渗流的分形分析[A];中国力学大会——2013论文摘要集[C];2013年

3 王媛;秦峰;倪小东;;深埋隧洞涌水预测非达西渗流模型及数值模拟[A];第十二次全国岩石力学与工程学术大会会议论文摘要集[C];2012年

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6 许凯;雷学文;;Forchheimer型三维非达西渗流有限元法[A];中国力学学会学术大会'2009论文摘要集[C];2009年

7 付春权;尹洪军;万贵春;杨知盛;;低速非达西渗流不稳定压力动态特征[A];第五届全国水动力学学术会议暨第十五届全国水动力学研讨会文集[C];2001年

8 张琪;苏玉亮;张敏;;页岩储层压裂水平井非达西渗流模型及产能分析[A];第十三届全国水动力学学术会议暨第二十六届全国水动力学研讨会论文集——E工业流体力学[C];2014年

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本文编号：2131155