当前课程知识点:高等土力学 > 第5章 土的压缩与固结 > 5.5 土的三维固结理论 > 5.5.4 土的三维固结理论4
下面我们用图来形象地说明
上述因素
对曼代尔-克雷尔效应的影响
先看排水条件
针对上面的算例图中给出了M点
在不同排水条件下
超静孔隙水压力的变化过程
红线表示表面透水的情况
黑线表示表面不透水的情况
显然表面排水条件下
曼代尔-克雷尔效应更强
然后看计算点深度的影响
图中给出了计算点在对称线上
不同深度处
超静孔隙水压力的变化过程
横坐标为时间因数
纵坐标为对计算点
自身初始值归一化的超静孔隙水压力
图中各条线上的数值
为深度与a的比值
自下而上依次为
0.5 1.0 1.5 2.0
显然表面排水条件下
超静孔隙水压力出现峰值点的时间
随深度而推后
并且峰值愈来愈高
再看计算点水平位置的影响
图中给出了计算点
在z/a=0.5水平线上
不同水平位置处
超静孔隙水压力的变化过程
横坐标为时间因数纵坐标为
对均布荷载归一化的超静孔隙水压力
图中各线上的数值为
离对称线的距离与a的比值
自上而下依次为
0 0.5 1.0 1.2 1.5 2.0
显然离基础轴线愈近
曼代尔-克雷尔效应愈明显
最后看泊松比的影响
图中给出了计算点在轴线上
z/a=0.5处
不同泊松比计算得到的
超静孔隙水压力的变化过程
图上的数值为泊松比ν′
自上而下依次为
0 0.2 0.4 0.45
显然泊松比愈小
曼代尔-克雷尔效应愈明显
这个图给出了计算点在轴线上
z/a=0.5处
分别按比奥理论与扩散理论
计算得到的超静孔隙水压力的
变化过程
分别如白色实线和黄色虚线所示
显然按扩散理论求解固结问题
不会出现曼代尔-克雷尔效应
我们可以对三维固结理论
做一些进一步的讨论
由于曼代尔-克雷尔效应
地面透水的土体中一点的剪应力
随时间变化
最大值可能
于固结过程中在基础边缘产生
曼代尔-克雷尔效应会延滞固结
使整体固结速度减小
对于三向和二向问题
按沉降计算固结度Us
与按孔压计算固结度Up一般不同
在扩散方程中
对于三向和二向问题
固结系数分别采用Cv3和Cv2
则解得的超静孔隙水压力的消散过程
及固结度U 与比奥的精确解
在很多情况下十分相近
对于基础边缘下的一点x/a=1
z/a=0.5图中给出了该点
剪应力和孔压的变化过程
分别如虚线和实线所示
可以看出在剪切的过程中
该点的剪应力比初始值升高了
约80% 显然
又随着孔压的消散恢复到初始水平
这种现象就是由
曼代尔-克雷尔效应引起的
关于固结度以及沉降~时间关系
准三向固结理论只研究土体中
超静孔隙水压力的消散过程
不涉及与变形的耦合作用
并用超静孔隙水压力的消散程度
来定义固结度
并且认为它等于
按土体变形定义的固结度
对于比奥固结理论
实际存在应力重分布的
真二向或三向固结
在同一时刻的两种固结度并不相等
而且随ν′值的不同而改变
只有在单向固结时二者才会相同
席夫曼等的研究表明
尽管从理论上讲
扩散理论并不是严密的方法
如果基础半宽与压缩层厚度之比
a/h>1且ν′较大
在工程实用上用简单的扩散理论
估算沉降-时间关系已有足够的精度
对于无限厚土层上的圆形基础
在表面不排水条件下分别采用
比奥理论与扩散方程
计算固结度结果如图所示
用扩散方程只能求出
基于孔压消散的固结度Up
在ν′=0.5时
与比奥理论基于孔压消散的固结度
Up相等
如图中白实线所示
白虚线为在ν′=0.5时
比奥理论基于沉降的固结度Us
比较白实线和白虚线可知
同样条件下
比奥理论的Up和Us不同
黄虚线为在ν′=0时
比奥理论基于沉降的固结度Us
比较白虚线和黄虚线可知
同样条件下ν′较大时固结得快
对于厚度为H的水平地基上
宽度为2a的条形基础
在底面不排水 表面排水条件下
采用比奥理论计算基于沉降的固结度
结果如图所示上 中 下三图
分别是
ν′=0 0.3 0.4时的结果
各图中各条线上的数字为a/H
可以看出
随着a/H的增加固结速率变慢
比较三图的结果可知
随着ν′的增加固结速率加快
各图中的红线
是太沙基一维固结理论的结果
比较三图的结果可知
a/H > 1
v'较大时比奥理论与一维固结理论
计算的结果接近
本段结束
-0.1 岩土工程的学科特点与发展
-0.2 土力学学科的发展历史
-0.3 岩土工程实践的发展
-0.4 理论与工程的检验
-0.5 岩土工程的可持续发展
-第0章 绪论-作业
-1.0 概述
--1.0 概述
--1.0 概述-作业
-1.1 室内试验
--1.1 室内试验-作业
-1.2 模型试验
--1.2 模型试验
--1.2 模型试验-作业
-1.3 原位测试与现场观测
--1.3 原位测试与现场观测-作业
-1.4 试验的检验与验证
-2.1 概述
--2.1 概述
--2.1 概述-作业
-2.2 应力和应变
--2.2 应力和应变-作业
-2.3 土的应力变形特性
--2.3 土的应力变形特性-作业
-2.4 土的弹性模型
--2.4 土的弹性模型-作业
-2.5 土的弹塑性模型的一般原理
--2.5 土的弹塑性模型的一般原理-作业
-2.6 剑桥模型
--2.6 剑桥模型-习题
-2.7 其它典型弹塑性模型
--2.7 其它典型弹塑性模型-作业
-3.1 概述
--3.1 概述-作业
-3.2 土的抗剪强度的机理
--3.2 土的抗剪强度的机理-作业
-3.3 土的强度与土的物理性质
--3.3 土的强度与土的物理性质-作业
-3.4 影响土的强度的外部因素
--3.4 影响土的强度的外部因素-作业
-3.5 土的排水与不排水强度
--3.5 土的排水与不排水强度-作业
-3.6 土的强度理论
--3.6 土的强度理论-作业
-3.7 黏性土的抗拉强度
--3.7 黏性土的抗拉强度-作业
-4.1 概述
--4.1 概述
--4.1 概述-作业
-4.2 饱和土的渗透性和基本方程
--4.2 饱和土的渗透性和基本方程-作业
-4.3 饱和土二维渗流和流网
--4.3 饱和土二维渗流和流网-作业
-4.4 饱和渗流数值计算方法
--4.4 饱和渗流数值计算方法-作业
-4.5 非饱和土中水的形态和基质吸力
--4.5 非饱和土中水的形态和基质吸力-作业
-4.6 非饱和土土水特征曲线
--4.6 非饱和土土水特征曲线-作业
-4.7 非饱和土的渗透性和数值计算
--4.7 非饱和土的渗透性和数值计算-作业
-5.1 概述
--5.1 概述
-5.2 土的压缩与地基的沉降
--5.2 土的压缩与地基的沉降-作业
-5.3 地基沉降的计算方法
--5.3 地基沉降的计算方法-作业
-5.4 单向固结的普遍方程及一般问题
--5.4 单向固结普遍方程及一般问题-作业
-5.5 土的三维固结理论
--5.5 土的三维固结理论-作业
-5.6 关于土体固结的其他问题简介
--5.6 关于土体固结的其他问题简介-作业
-6.1 概述
--6.1 概述
-6.2 边坡稳定分析方法
-6.3 最小安全系数和潜在滑动面的搜索方法
-6.4 极限平衡法边坡稳定分析的一些结论
-6.5 塑性力学上下限定理简介
-6.6 基于有限单元法的边坡稳定分析
-6 边坡稳定分析-作业