固结与流变理论.pptx
《固结与流变理论.pptx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《固结与流变理论.pptx(42页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、3.1 固结理论概述饱和土固结理论(小变形,Darcy渗流)一维固结理论:Terzaghi固结理论 拟多维固结理论:Terzaghi-Rendulic固结理论 真多维固结理论:Biot固结理论非饱和土固结理论 从Biot固结理论出发(未反应孔隙气体运动的影响)从Terzaghi固结理论出发(采用了过多的假设)Fredlund非饱和土固结理论(较完善)3.2 一维固结理论3.2.1 一维固结理论的基本假设 土体是饱和的、均质的;土中固(土颗粒)和液相(孔隙水)在固结过程中体 积不可压缩,且液相的渗流服从达西定律;土中的渗透系数k和压缩系数av是常数;外荷荷载是一次瞬时施加的;土体的变形是小变形;
2、土中渗流和土体变形只发生在一个方向上。3.2 一维固结理论3.2.2 一维固结方程l 具有普遍意义的一维固结方程 本方程是由体积压缩系数mv的定义推出,考虑了地基作用力P或其产生的应力 和土层厚度H随时间的变化。l如果三个量都是常数则该式简化为Terzaghi方程:Cv为固结系数:(3-1)3.2 一维固结理论3.2.3 一维固结计算可有一下三种条件进行计算l单面排水固结应力均匀分布l单面排水固结应力非均匀分布l双面排水固结应力任意分布 不同的排水条件具有不同的边界条件和初始条件,在我们只讨论单面排水且固结应力随深度均匀分布。也就是Terzaghi问题3.2 一维固结理论l初始条件和边界条件分
3、别为:有上述条件采用分离变量法求出一维固结微分方程的解如下式:其中:(3-3)为无量纲的时间因数(3-2)3.2 一维固结理论l固结度与时间因数 1.土体完成的固结程度成为固结度。定义为t时刻z处的有效应力与该处的固结应力之比。2.地基土层在荷载作用下,经过时间t所产生的固结变形量与该土层固结完成时最终变形量之比称为地基平均固结度。(更具有实际意义)(3-4)将(3-2)式代入上式整理,当U30%略去高阶项得到固结度与时间因数的关系式:(3-5)3.2 一维固结理论3.2.4 土体固结系数的测定 计算公式中的参数指标不易去确定因此固结系数常用实验方法来确定。l根据常规压缩试验测定。有时间对数(
4、平方根)拟合法、三点法、反弯点法l根据各种连续加荷压缩试验测定。等应变速率固结实验法、等梯度固结实验法、等应力速率固结实验法和连续加荷固结实验法。3.2 一维固结理论对数拟合法 根据土的常规压缩实验某级压力下的垂直变形以时间对数的关系曲线确定土的固结系数的方法。具体步骤:(1)某一压力下进行常规压缩试验,做出d-lgt曲线。(2)由d-lgt曲线初始读数d0,d50=(d0+d100)/2,由 d-lgt曲线便可读出t50(3)固结度U=50%时用(3-5)式得出时间因数Tv=0.197。再根据(3-3)式计算土体的固结系数。式中:H-土中孔隙水最大渗径3.2 一维固结理论前段抛物线,中间和后
5、段直线,两直线交点,Tv=0.1973.3 多维固结理论其中B为体积弹性模量,其表达式为:3.3.1 补充基础知识一.体积应变与应力的关系 针对土骨架根据广义虎克定律,体积应变与平均有效应力据有如下关系,根据有效应力原理有(3-6)3.3 多维固结理论二.基本方程1.平衡方程 以土骨架为隔离体,以有效应力表示则有:(3-7)3.3 多维固结理论2.几何方程考虑变形的几何条件,假设土骨架在x,y,z上的位移为(3-8)3.3 多维固结理论3.本构方程(物理方程)假设土体为均质弹性体,则应变分量可以表示成应力分量的形式。(3-9)3.3 多维固结理论4 连续方程 因为假定水是不可压缩的。所以对于饱
6、和土,土单元体内水量的变化率等于土体积的变化率,由达西定律得:(3-10)式中3.3 多维固结理论3.3.2 拟多维固结理论 Terzaghi-Rendulic固结方程 假设条件:Terzaghi和Rendulic在将一维固结理论推广到多维情况,假定土骨架是线性弹性体,且变形为小变形,渗流服从达西定律,同时认为总体积应力或平均应力与时间无关,从而使位移与孔压非耦合化。下面就对Terzaghi-Rendulic固结方程进行推导3.3 多维固结理论对(3-6)式两边对时间求导得到以下公式:如果渗流介质均匀,即渗透系数与坐标无关,将上式代入连续方程(3-10)中便可得到三维固结方程:3.3 多维固结
7、理论3.3.3 真多维固结理论 一.Biot固结理论假设 假定土骨架变形为线弹性小变形,渗流服从Darcy定律。从弹性理论出发,满足土体的平衡条件,弹性应力-应变关系和变形的协调条件,此外还考虑了水流连续条件在理论上较拟三维理论严格。二.推导过程3.3 多维固结理论(3-11)将转化后的本构方程(3-11)与几何方程(3-8)代入到平衡方程(3-7)中:3.3 多维固结理论(3-12)3.3 多维固结理论由有效应力原理以及本构方程(3-9)得将上式与连续方程(3-10)联立整理得式中:(3-13)(3-13)与(3-12)联立即为Biot固结理论方程3.3 多维固结理论3.3.4 Biot固结
- 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:
- 固结 流变 理论
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【w****g】。
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【w****g】,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。