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摘要
在软土地基顶面铺设的不可压缩垫层对边界排水性能具有一定影响,同时软黏土中渗流偏离Darcy定律的现象对超静孔隙水压力消散的影响已逐渐被人们所熟知。但同时考虑不可压缩垫层与地基土体接触面处形成的半透水边界和起始水力坡降的固结理论却少有报道。建立了变荷载下同时考虑半透水边界和起始水力坡降的一维固结模型,采用特征值法、Laplace变换对所建立的固结模型开展解析求解,分析了固结模型在不同边界条件、起始水力坡降以及加载速率下的固结特性。结果表明:考虑起始水力坡降后,半透水界面参数j(不可压缩层渗透系数和黏土层厚度之积与黏土层渗透系数和不可压缩层厚度之积的比值,其值大小代表排水面透水能力强弱)值越小,孔压消散速率越慢,固结完成所需时间越长;j值越大,孔压消散速率越快,固结完成时间越短。半透水边界条件下起始水力坡降的无量纲变量R(起始水力坡降、水的重度与土层厚度三者之积除以外荷载)值越大,渗流前锋(移动边界)到达土层底部的时间越长,固结完成时土中超静孔压残留值越大。相同时刻下,按变形定义的土层平均固结度随R值增大而增大,但按孔压定义的土层平均固结度随R值增大而变小。加载速率对考虑起始水力坡降和半透水边界的土层固结性状具有明显影响,加载速率越慢,超静孔隙水压力峰值越小,且达到峰值所需时间越长,但加载速率对最终超静孔压残留值几乎无影响。
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