软土地基强度随固结变形增长的研究

（ 有效 固结 压 力法 （ 令炜 、 珠 江 ，９ ２ 二） 赵 沈 １６）
土 体 的实 际受 力 情况 和排 水 条件 是 相 当复 杂 的 ， 可能 在实 验 室试 验 中完 全得 到模 拟 。 效 固 不 有 结 压 力法 只模拟 压 力作 用 下 的排 水 固结 过 程 ， 不 模 拟剪 力作 用 下 的附 加压 缩 ，这样 土 的 强度 变化 可 以通过 剪 切 前 的有效 固结 压 力来 表 示 。 对 于正 常 固结 饱 和软 粘 土 ， 强度 可表示 为 ： 其
３
＝
一
ｌ
ＧＶ
一
（ ＋ｉ １
０ ０ ｕ
＋
ｕ Ｊ
誓） 一
： ０
（） ８
０
０
（
象
＋
—— 丝 ） 旦 ＋ １ 生 ： — ＋ － ＋ ０ ｛ ｆ 一 一 — 一— 生垂
式中： 一 ＋ 一拉普拉斯算子； Ｖ＝ ｚ 等
一 一
得：
因此 因固结 变 形 而增 长 的强度 为 ：
△ ： 叮ｄ增 △ ，・
用 固结 度表 示 为 ：
△ ＝ ｃ ・ ・ Ａｔ ｔ‰ ｇ
式 中 ： ， ｔ 刻荷 载所 引起 的有 效 固结 压 △ ｄ 时 —
力（ Ｐ １ Ｋ ａ；
式 中 ： 一 剪切 面上 的 法 向有效压 应力 （Ｐ ） 叮 ｋ ａ；
ｌｔ ｔ ￣ －ｓ ｎｑ －
：叮 Ｊ ｝ ｉ
（） ２
的稳 定性 ， 导施 工 ， 事先 不 能指 导设 计 。 因此 指 但
有 必 要在 软 土地 基 固结 变形 分 析 的基础 上 ，计 算 地 基 土 中的应 力 ，进 而 根据 上述 公式 计 算 强度 增 长 ， 而指 导 软土 地基 路 基设 计 。 从 三 填 土 荷 载作 用 下软 土地 基 内部应 力 计算
Ｂ ２ ． Ｂ２ ／ ／
Ｐ
因此 ， 由于地 基 固结 而 增长 的强 度 为 ：
△ ： ・ ｌ ｋ △叮 （） ３ （） ４
引入 固结 度 ， （） 为 ： 则 ３变
△ ： ・ ・ 叮 Ｊ △ １ ｝ ｉ
式 中 ： 一 ｔ 刻地 基 因 固结 变 形 而增 长 的 △ 时 强 度（ Ｐ ） Ｋ ａ； Ａｔ一 ｔ ｃ 时刻 荷载 所 引起 的最大 有效 主 应 力增 量（ Ｐ ） Ｋ ａ；
少 不必 要 的工 程处 理 ， 有着 重要 的意义 。 二 计算软土地基强度 随固结变形增长 的几种 方法 关 于 软 土地 基 强 度 随 固结 变 形 增 长 ， 目前 已
式 中 ： 一 有效 固结 压 力（ ａ ； ＫＰ ）
一
地基 土 固结 不排 水 内摩 擦 角（ 。 。 ）
： ・ 叮 （） ５
际 上 这种 滑 动 的 产 生也 是 有 条 件 的 ： 首先 是 路 堤
达 到 一定 的高度 ， 次 是 加 荷 速 率 。如 果 放 慢 路 其
堤 的施 工 速 度 ， 由于 软 基 的 抗 剪 强度 随着 地 基 的
固 结 变形 的不 断发 展 而提 高 ， 即使 较 高 的路 堤 也 可 避免 滑 动 破 坏 的产 生 。可 见 ， 分 利 用 软 土 地 充 基 因 固结 而增 加 的强 度 对 于 保 证 路 堤 的稳 定 ， 减
一
其余 符 号 同前 。 在施 工 过程 中实 测 土 中的孔 隙水压 力 或 固结 度 ， 据 式 （ 或 式 （） 算 强 度 的 增 长 ， 计 地 基 根 ４ ） ７计 估
土 的有效 内摩 擦 角 （ ） 。。
式（） １ 可化 为 最大 有效 主应 力 的关 系 如下 ：
： 叮
Ｋ ｉ 一体积压缩模量 ； Ｅ ＿
Ｇ
一
一 剪切 模 量 ；
ｘ及 Ｚ 向的位 移 ； 方
将 （ Ｏ 各 式 代 入 （ Ｉ 中 ， 计 算 出填 土 荷 载 １） Ｉ） 可 作 用下 地 基 内部某 一 点 的有 效应 力 ，进 而 根据 材
６
， Ｌ
、
、
一
水和地 基 土 的容 重 ；
（） ６ （） ７
有 不 少人 通 过研 究分 析 ， 出 了相 应 的增 长 部 分 提
强度 的计算 公式 。 （ 有 效应 力 法（ 国熙 ，９ ５ １ ８ ） 一） 曾 １７ —９ １ 正 常 固结 饱 和 软 粘 土 的 抗 剪 强 度 可 用 下 式
表示 ：
丁 ，： （） １
２ ０ ． ０ ２ Ｎ０． ３
如 图 １ 示 ， 基填 土荷 载 作用 下 ， 土地 基 所 路 软
由物 理方 程
＋
固结 变形 藕 合微 分方 程组 为 ：
ＧＶ
一
兰 （
３
３
一 （ ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 三
３
＝
一
（ ＋ｉ １
０ ｕ＋ ０ ￣
）
一
：
０
Ｋ一 Ｇ ＋ （ ０ Ｋ Ｇ 一 Ｋ十 ； 二 Ｋ 二 ４ ＿
—
＼ 型 ＼耋
Ｈ ’
不 透水边界
厂———一
ｔ 时刻 地基 固结度 ， 可用 平 均 固结 度
Ｚ
代替 ；
Ｊ 地 有效 内摩擦 角 的 函数 ， ｉ ｝ 一
图 １ 固结 分 析 示意 图
ｌ ３
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天 津 市政 设 计
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天津市政设计
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软土地基 强度 随 固结变形增 长 的研 究
龚凤 刚 刘润 有
一
概 述
众 所 周 知 ， 土 地 基 的 整 体 破 坏 主要 是 由于 软 路 堤或 地基 的抗 剪 强度 不 足造 成 的滑 动破 坏 。实
６
＝
，Ｌ
Ｔ
（
． 、： ｊ ．一ｘ及 Ｚ 向 的渗透 系数 ； ｝ｊ ｝ 方
＝ ＝
料力 学 中主应 力计 算 公式 计 算该 位 置处 最 大和 最 小有 效 主应 力 ：
Ｅ、 地 基 土 的弹性模 量 及 泊松 比。 一 － 二
４ — ２ — ３ ３ 在 文 献 【］ ， 者 利 用 最 小 二Ｇ 加权 残 值 法 １中 笔 乘 Ｇ