0．10

0．08
餐o．06

0．04

0．02

 
O

0．09
O．08
0．07
O．06
制O．05
搓0．04
O．03
0．02
O．01
O
2 500   5 000   7 500    10000
时fnJ／min

a)Dr=85％
 

3)在无预压条件下，含水率分别为OJ=15．3％、19．7％ 和22．5％时。土样压缩稳定后应变分别为0．085、0．12 和0．155。对土样施加同样压应力的情况下，初始含水 率越小，土样失水变形稳定的收缩量越小，反之亦然。 原因是按某一含水量制配土样时，水膜的楔入作用将 土颗粒推开，对含水率小的土样来说，土颗粒含量相 对较多，本身较密实，水膜的楔入作用相对较弱，颗 粒间距小，于是随着自由水的流失，颗粒间距的减小
量也就相对较小，在宏观上表现为土样收缩变形的程 度相对较小；而对于含水率较大的土样来说。相当于 减少了土颗粒的数量，并且导致粒间距离更大，于是
 
当孔隙水逐渐消散时，数量相对较少的土颗粒在粘土 吸力作用下需要经过更大的距离相互吸引、靠近，才 能最终达到颗粒间的稳定间距并保持下去，也就是稳 定的收缩变形状态，这个过程在宏观形态上表现为更 大程度的收缩。
圈4   不同密实度下．应变与时间曲线
Fig．4  Curves of strain versus time when density is different
从图4可以看出：
1)初始密实度低的土具有开放的结构。这种结构
以相对较大的粒间孑L隙为主要特征；在较高的初始密
实度下击实试样，则将形成较紧密的集聚体结构¨01， 土样中的粘粒含量增大，空气的体积相对减小，压缩 稳定后变形减小。
2)应变与时间曲线的发展趋势基本相同：在较大 应力(13"=50 kPa、100 kPa和200 kPa)时，呈衰减曲线， 可拟合为对数形式；在更大应力(盯=400～800  kPa)时， 应变速率先逐渐减小，再出现增大，最后趋于稳定。
3)密实度由Dr----85％～90％时，稳定后变形减／]q3％， 而由Dr=90％一95％时，变形仅减小2．3％。
2．3等时曲线
图5是分级加载试验中加荷比等于1、含水率为
15．3％、密实度为90％土样的应力一应变等时曲线，其 它分别加载及考虑预压荷载压缩试验中的应力一应变 等时曲线均呈现同样的性质。
0．09
O．08
0．07
O．06
誊o．05
0．04

O．03
变形为主，因此在0-<0-。时，可以不考虑材料的塑性，
而只考虑其弹性和粘性。本次研究对象为分级加载作 用下应力为50 kPa、100 kPa、200 kPa时的粘弹性模型。 以下分析假设：1)土体为均质连续体；2)土体 满足线性叠加原理；3)忽略仪器所带来的系统误差，
以及由温度、湿度引起的误差。 Burgers模型是土流变学中较常用的模型，由足体
和M体串联而成，简称Bu体，又称为四单元体，其
模型结构如图6所示，该模型的本构方程为：
仃+Pld+仍方=qlg+92誊，
Bu体的蠕变方程为：
sc。=盯。[击+云+击(•一P一鲁]]。

图6  Bu体模型
Fig．6   Bu style model
 
O．02
O．01

0     200    400    600     800  l   000
农。Jll妊a

本文选取加荷比等于1、含水率为15．3％、密实度 为90％的土样的蠕变曲线图4(b)来确定模型中的流
 
图5   分级加载应力一应变等时曲线
Fig．5   The equivalent time curves of graded stress-strain
图5表明不同时间的应力一应变等时曲线是不同 的，而且一般不是直线，说明土样的流变是非线性的； 应力水平越高，应力一应变等时曲线偏离直线的程度 就越高，说明非线性特性的程度随着应力的增大而增 强；除此之外，随着时间的延续，应力一应变等时曲 线偏离直线的程度也越高，说明非线性特性的程度随 时间的延续而增强。
非饱和膨胀土受较小荷载作用时，土体内部某些 颗粒的结构发生变化，但由于荷载较小，随着时间的 延续，连接逐渐恢复。因此土体总的硬化⋯’过程占优 势，决定了土体的蠕变是衰减稳定。此时，土体内部 的微裂隙数鼍较少、尺寸也较小，土体处于较均匀的 状态，类似于弹簧的特性，非饱和膨胀土表现出的流 变特性近似于线性；当土体受荷载较大或随着时间的
延续，吐体变形不断增加时，土体内部总的软化过程 占优势，决定了土体的蠕变是非衰减蠕变曲线甚至破 坏。在这个阶段，土体中裂隙数量增加，尺寸增大，土 体内部越来越破碎，土体表现出的非线惟特性也越来 越强，导致土体的流变不再是线性，而是非线性。
2．4  Burgers模型 许多材料的应力一应变曲线表明，在0-<仃。时，材
料主要表现出粘弹性特性；在达到仃。时，主要以塑性
变常数¨01。对于Bu体模型，先将Bu体的蠕变方程改
为：占(，)=A+Bt+C(1一e“)，通过计算可以得出参数。
四元件Bu体模型的拟合参数见表3。 表3四元件Bu体模型的拟合参数 Table 3 The fitting  parameters of
four components of Bu model

由此可以得出，Bu体模型在小应力0-=50   kPa、
100 kPa、200 kPa时的本构方程和回归方程。 竖向应力0=50 kPa时的本构方程为： 仃+8580+21 3346=2 4009+1066699．
回归方程为：
￡(f)=0．01+3．47x10～t+0．006952(1一e--O删375’)；
竖向应力盯=100  kPa时的本构方程为：
仃+14930+12479#=60179+567199，
回归方程为：
E(t)=o．022+2．77x10～t+0．002655(1一P。0•001        76盯)；
竖向应力盯=200  kPa时的本构方程为：
仃+2 720方+9199d=16025叠+593539，
回归方程为：
s(，)=o．03l+2．08x10-7t+o．002 9(1一已一004甜1。
从图7的试验值及回归曲线可以看出，四元件Bu 体模型与试验中的实测值拟合较好。非饱和膨胀土从 理论上来说是一种具有应变强化的材料，应该选用粘 弹性固体模型，而实际上在一定时间内选用的粘弹性 流体模型效果较好。(责任编辑：南粤论文中心)转贴于南粤论文中心: http://www.nylw.net(南粤论文中心__代写代发论文_毕业论文带写_广州职称论文代发_广州论文网）