天津滨海软黏土蠕变特性及分段Mesri模型研究

"本文主要研究了天津滨海地区重塑饱和软黏土的蠕变特性，并通过实验数据提出了适合该地区软黏土的非线性蠕变经验模型。蠕变试验采用分级加载方式，运用‘陈氏法’处理数据，得到了不同应力状态下的蠕变曲线。文章进一步分析了黏土的应力-应变和应变-时间关系，应用Singh-Mitchell和Mesri模型对试验数据进行拟合。在此基础上，提出了分段拟合的Mesri模型，该模型在蠕变前期和后期采用不同的函数形式来描述应力-应变和应变-时间关系。此模型能够更准确地反映滨海软黏土的衰减稳定蠕变特性。经过对天津滨海地区原状土蠕变试验数据的验证，该模型表现良好，从而确立了一个适用于此类土质的非线性蠕变模型。" 本文的研究重点在于天津滨海地区的软黏土蠕变特性，这对于理解该区域地基的长期稳定性至关重要。蠕变是一种土壤在持续荷载作用下缓慢变形的现象，对于天津这样大规模建设的沿海地区，掌握土壤蠕变特性有助于预防和控制建筑物的长期沉降问题。通过室内三轴蠕变试验，作者发现天津滨海软黏土的蠕变特性是非线性的，并且具有衰减稳定的特点，即蠕变速度随着时间逐渐降低并趋向于稳定。 蠕变试验采用分级加载方法，这种方法可以模拟实际工程中土壤承受的逐步增加的荷载情况。利用“陈氏法”处理试验数据，可以更清晰地揭示土壤在不同应力状态下的蠕变行为。Singh-Mitchell和Mesri模型是土力学中常用的蠕变经验模型，它们能够描述土壤的应力-应变和应变-时间关系。然而，这两个模型可能无法完全捕捉到天津滨海软黏土的特性，因此，作者提出了分段拟合的Mesri模型，该模型根据蠕变的不同阶段采用不同的数学函数，更精确地反映了该地区软黏土的实际行为。 通过对比分析，分段拟合的Mesri模型能够更好地描述具有衰减稳定特性的蠕变曲线。为了验证模型的有效性，作者使用了天津滨海地区原状土的蠕变试验数据，结果显示模型的拟合度较高。这表明提出的模型能够有效应用于天津滨海软黏土的非线性蠕变分析，对于评估和预测该地区工程建设的长期稳定性具有重要价值。 该研究为天津滨海地区的土木工程提供了重要的理论基础，对于优化设计和施工、防止地基沉降、保障港口和防波堤等设施的长期安全运营具有实际指导意义。同时，这种针对特定地域土壤特性进行精细化研究的方法也为其他类似地区提供了可借鉴的科研思路。