土木工程是建造各類工程設(shè)施的科學(xué)技術(shù)的統(tǒng)稱。它既指所應(yīng)用的材料、設(shè)備和所進(jìn)行的勘測、設(shè)計、施工、保養(yǎng)維修等技術(shù)活動；也指工程建設(shè)的對象，即建造在地上或地下、陸上或水中 ，直接或間接為人類生活、生產(chǎn)、軍事、科研服務(wù)的各種工程設(shè)施，例如房屋、道路、鐵路、運輸管道、隧道、橋梁、運河、堤壩、港口、電站、飛機(jī)場、海洋平臺、給水和排水以及防護(hù)工程等。

　　本文選自國家級期刊《房地產(chǎn)導(dǎo)刊》，《房地產(chǎn)導(dǎo)刊》由廣州市房地產(chǎn)協(xié)會主管，中國市長協(xié)會；中國房地產(chǎn)協(xié)會；廣州市房地產(chǎn)協(xié)會；廣州招商服務(wù)推廣中心主辦。國內(nèi)刊號：cn44-1486/F；國際刊號：ISSN1009-4563。
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　　摘要:土體流變性極大地影響了我國的經(jīng)濟(jì)建設(shè)與土木工程安全，因此，加強(qiáng)對軟土次固結(jié)特性的研究十分重要。本文通過試驗方法，研究了不同深度的四種土樣在分級荷載下的次固結(jié)特性，并得出了結(jié)論，希望能為軟土次固結(jié)特性的深度研究提供一點參考。

　　關(guān)鍵詞:軟土,次固結(jié)特性,試驗研究

　　一．軟土與次固結(jié)

　　我國東部和東南部沿海地區(qū)以及河流谷底分布著大量淤泥質(zhì)軟土，這些軟土大多是第四世紀(jì)以來形成的飽和軟粘土，其形成主要受沉積作用影響。這種軟粘土具有含水量高、孔隙比大、密度低、強(qiáng)度低、壓縮性強(qiáng)、透水性低等特點，隨著近年來我國土木工程建設(shè)力度的不斷加大，很多建筑物在軟土地基上進(jìn)行建設(shè)的可能性不斷提高，隨之而來的是各種工程問題，諸如工期延長、事故頻發(fā)、工后沉降難以控制等，嚴(yán)重影響了經(jīng)濟(jì)建設(shè)。這些問題的發(fā)生大多與土體的流變性特征有關(guān)，因此，加強(qiáng)對軟土的次固結(jié)特性研究，對于推進(jìn)經(jīng)濟(jì)建設(shè)，保證土木工程建設(shè)安全具有重要意義。軟土問題的研究，主要是其變形問題，其次是穩(wěn)定問題，穩(wěn)定問題的試驗研究必然涉及變形問題，因此，對軟土變形問題的研究是根本。次固結(jié)是飽和粘性土在側(cè)限條件下受壓,主固結(jié)完成后土體積仍隨時間增長而減小的過程。軟土受外力影響產(chǎn)生的變形可分為固結(jié)變形和次固結(jié)變形。從軟土結(jié)構(gòu)特性來講，次固結(jié)量在總壓縮量中占的比重較大，并且會隨著時間持續(xù)發(fā)生變化，一般來說，土木建筑工程的使用周期都在幾十年甚至上百年左右，加強(qiáng)對軟土次固結(jié)特性的研究，對服務(wù)土木工程建設(shè)，提升安全質(zhì)量具有重要意義。

　　二．試驗研究

　　1.材料選取

　　試驗所選取的土樣為吳江某地淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土層軟土，采取分級加載的一維固結(jié)試驗，儀器采用常規(guī)型壓縮儀，所選取土樣為不同深度的四種深度軟土，其采樣深度分別為3米、5米、10米、15米，面積30平方厘米，高度2厘米。考慮到溫度變化對試驗的影響，試驗將全程在恒溫空調(diào)室中進(jìn)行，從小壓力開始加載，壓力范圍100—1000Kpa，加荷梯度△pi/pi=1，分步加載直到到達(dá)所需數(shù)值，每級加載4天時間為固結(jié)變形穩(wěn)定期限，然后進(jìn)行下一級荷載。所選取土樣的物理性質(zhì)數(shù)據(jù)參考表1。不同固結(jié)壓力下軟土次固結(jié)系數(shù)見表2。

　　2.結(jié)果分析

　　2.1時間與應(yīng)變曲線

　　理論上理想的蠕變曲線可分為三個階段，在初時蠕變階段時，蠕變速率呈現(xiàn)減小趨勢；穩(wěn)定階段的蠕變速率固定在某個常數(shù)；加速蠕變階段相對來說復(fù)雜一些，它不僅包括裂隙擴(kuò)展，還有最終所導(dǎo)致的破壞階段。根據(jù)下述四個圖的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可以分析出，在壓縮過程中，土樣被不斷擠壓密實，其呈現(xiàn)出的是衰減蠕變的特征。同時，由于重塑土受擾動導(dǎo)致結(jié)構(gòu)被破壞，空隙變小，壓縮性變小，變形上呈現(xiàn)緩慢特性，由此可見，在加荷相同的情況下，重塑土樣的應(yīng)變小于原狀土樣應(yīng)變。不同深度應(yīng)變與時間之間的關(guān)系，見圖1、2、3、4，采取7天的數(shù)據(jù)。

　　圖13米深度下的應(yīng)變曲線

　　圖25米深度下的應(yīng)變曲線

　　圖310米深度下的應(yīng)變曲線

　　圖415米深度下的應(yīng)變曲線

　　2.2荷載作用下的主次固結(jié)分析

　　在對四種土樣進(jìn)行試驗的過程中，針對各級荷載作用下不同土樣的主次固結(jié)進(jìn)行統(tǒng)計分析可以發(fā)現(xiàn)，在低的應(yīng)力水平下，100kpa時四種土樣的主固結(jié)與次固結(jié)區(qū)分明顯，在數(shù)值達(dá)到800kpa—1000kpa時，基本上成直線上升趨勢，沒有明顯的主固結(jié)與次固結(jié)接線，此種情況，無法分清主次固結(jié)階段。出現(xiàn)這種情況，主要有兩個原因，一是因為土體受壓，結(jié)構(gòu)變得緊密，降低了滲透性，孔隙水的消散隨著荷載的增大變得越來越減難，造成了主次固結(jié)界限的模糊。另一個原因是因為次固結(jié)影響主固結(jié)的關(guān)系，在主固結(jié)中，同時存在著次固結(jié)。在壓力荷載量較小的情況下，其固結(jié)變形量相對來說也較小一些。次固結(jié)變形速率受加荷比影響不大，但在總變形中占有較大比重，因而模糊了主次固結(jié)的接線，使得試驗數(shù)據(jù)出現(xiàn)了上述變化情況。

　　2.3次固結(jié)系數(shù)

　　1936年布萊曼通過對變形資料的長期分析發(fā)現(xiàn)，次固結(jié)階段的變形與時間對數(shù)間呈現(xiàn)孟憲的線性關(guān)系，尤其引出了次固結(jié)系數(shù)，這種經(jīng)驗關(guān)系被廣泛采納。但也有一些學(xué)者認(rèn)為這種線性關(guān)系存在限制，不可能無限制延伸，在某個時間點必定會穩(wěn)定，在這次試驗過程中，通過各類試驗數(shù)據(jù)的對比就發(fā)現(xiàn)了這個情況。例如在3米的深度，次固結(jié)系數(shù)隨著應(yīng)力增加在變大，在5米深度，次固結(jié)系數(shù)在低應(yīng)力水平下相對來說大一些，但是隨著應(yīng)力地逐漸增大，其數(shù)值的變化開始緩慢，二者的趨勢上是是相似的，在10米深度時，次固結(jié)系數(shù)變化很小，到15米深度1000kpa時又突然增大了許多。

　　2.4關(guān)于主次固結(jié)的劃分

　　主次固結(jié)結(jié)構(gòu)劃分對于土木工程建設(shè)意義重大。關(guān)于其劃分，存在著多種理論與實踐。根據(jù)本次試驗采集數(shù)據(jù)，現(xiàn)在推導(dǎo)一下如何實現(xiàn)對主次固結(jié)變形的科學(xué)劃分。在軟土變形試驗中，主次固結(jié)現(xiàn)象是同時存在的，在前期主固結(jié)階段，主固結(jié)占優(yōu)勢，呈現(xiàn)主導(dǎo)作用，但是后期隨著荷載增大，孔隙水壓力不斷消散，主固結(jié)完成，軟土變形過程開始以次固結(jié)作用為主。在這里的劃分，以主固結(jié)結(jié)束、次固結(jié)居于主導(dǎo)地位來進(jìn)行區(qū)分。應(yīng)力變化對于次固結(jié)的影響導(dǎo)致了軟土孔隙比改變，土體變形，軟土在加荷試驗過程中表現(xiàn)出了很多特殊的力學(xué)性質(zhì)，其骨架變形特性在蠕變度上很有特點，可以通過有關(guān)蠕變度的函數(shù)公式來進(jìn)行計算，分析探究其骨架變形的特性。

　　2.5結(jié)論

　　本試驗針對軟土次固結(jié)特性進(jìn)行研究，通過固結(jié)蠕變實驗，采集了一系列觀察數(shù)據(jù)，通過對這些數(shù)據(jù)的分析可得知次固結(jié)的存在會影響軟土孔隙比，從而影響土體變形，且這種影響在荷載變化、應(yīng)力變化的情況下呈現(xiàn)不同的趨勢走向，同時軟土次固結(jié)特性的機(jī)理構(gòu)成以及影響因素相對復(fù)雜，還需繼續(xù)探究。

　　小結(jié)

　　軟土的次固結(jié)特性對于土木工程建設(shè)影響甚大，為服務(wù)我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)和土木工程建設(shè)，一定要加強(qiáng)對軟土次固結(jié)特性的深度研究，保障土木工程安全。

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