饱和土体一维大变形固结理论及沉降分析

"该文是浙江大学岩土工程研究所谢新宁在2002年发表的研究论文，主要探讨了一维大变形固结分析，尤其关注地下水浸没和大变形效应对饱和土体固结过程的影响。研究提出了一种改进的沉降计算方法，通过解析关系分析孔隙水压力消散与变形的耦合作用。文中采用了有限差分法求解固结方程，并探讨了土体属性、土层厚度和荷载压力等因素对固结特性的影响。结果表明，地下水浸没和大变形对低路堤的变形有显著影响，但对孔隙水压力消散速率影响较小。" 这篇论文的核心知识点包括： 1. 一维固结理论：这是一种描述饱和土体在压力下逐渐排水并稳定的过程的理论，通常用于预测土体在荷载下的沉降。 2. 地下水浸没作用：地下水位的变化会影响土体的固结，当土体被地下水淹没时，其排水路径受到限制，可能影响固结速度和程度。 3. 大变形效应：在大的荷载或长时间作用下，土体的形变可能显著，这需要在固结分析中考虑，以更准确地预测土体的变形行为。 4. 应力定义与应变定义的固结度关系：通过建立这两种定义之间的解析关系，可以研究孔隙水压力变化与土体骨架变形之间的相互作用。 5. 有限差分法：这是数值分析中的一种方法，用于求解固结方程，模拟土体中的压力分布和变形过程。 6. 沉降计算的改进方法：论文提出的新方法旨在更准确地计算由于固结引起的土体沉降，考虑了更多实际影响因素。 7. 固结特性的影响因素：包括土体的压缩性（影响孔隙水压力消散）、土层厚度（影响固结时间和分布）和堆载压力（直接影响固结程度）。 8. 对比分析：通过与传统的太沙基固结理论比较，强调了新的考虑因素在预测土体变形上的重要性，而对孔隙水压力消散速率的影响相对较小。 这篇论文对于理解饱和土体在工程应用中的固结行为，尤其是在地下水条件复杂和大变形情况下的土体沉降预测，提供了重要的理论基础和计算方法。对于土木工程，特别是道路、桥梁和堤坝等基础设施建设的设计和安全评估具有重要意义。