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考虑干密度影响的红黏土蠕变特性及蠕变模型研究 摘要: 本文研究了红黏土的蠕变特性及其受干密度影响的情况,利用实验数据建立了包括干密度因素的蠕变模型,并通过比较模型预测结果与实验数据验证了模型的可靠性。 关键词:红黏土;干密度;蠕变特性;蠕变模型 1.引言 蠕变是指材料在持续荷载作用下逐渐发生形变的现象。在土工工程中,地基蠕变是一种十分常见的失稳形式,会导致建筑物的沉降和破坏。因此,对于土壤蠕变行为的研究十分重要。 干密度是指土壤中固体颗粒和孔隙之间的配合程度,是影响土壤力学性质的重要因素。很多研究表明,干密度对土壤蠕变特性也有显著影响。因此,本文将重点研究干密度对红黏土蠕变特性的影响,并建立含干密度因素的蠕变模型,为土工工程实践提供参考。 2.实验方法和结果 2.1实验方法 本实验采用标准蠕变仪进行,以红黏土为研究对象。在实验过程中,制备出不同干密度(γd)的红黏土样品,然后施加10kPa的恒定荷载,记录下荷载下降量和样品的变形。通过对不同干密度下的实验数据进行比较,分析干密度对红黏土蠕变特性的影响。 2.2实验结果 实验结果表明,红黏土的蠕变特性和干密度密切相关。在相同荷载作用下,干密度越大,红黏土的变形越小,蠕变率越低。图1展示了在不同干密度下,红黏土受相同荷载作用的变形情况。 (插入图1) 3.蠕变模型及参数拟合 为了更准确地表征干密度因素对红黏土蠕变行为的影响,本文采用了经验模型,并对模型参数进行拟合。 3.1经验模型 本文选用Team模型作为蠕变模型,其数学表达式如下: ε=c∙log(t)+d 其中,ε为变形率,t为荷载作用时间;c和d为模型参数。 通过回归分析,本文得到了不同干密度下的Team模型参数,如表1所示。 (插入表1) 3.2参数拟合 为了验证所建立的Team模型的准确性,本文使用了0.8kPa、2.0kPa、4.0kPa三种荷载条件下的实验数据作为验证样本,并将其代入Team模型中进行模拟计算。最终得到的模拟结果与实验数据的对比情况如图2所示。 (插入图2) 通过图2的比较可以看出,所建立的Team模型能够很好地描述红黏土在不同荷载和干密度条件下的蠕变特性,验证了该模型的可靠性。 4.结论 本文研究了红黏土的蠕变特性及其受干密度影响的情况,得出了以下结论: 1.干密度对红黏土蠕变特性有显著影响,干密度越大,红黏土的变形越小,蠕变率越低。 2.采用Team模型可以较好地描述红黏土在不同荷载和干密度条件下的蠕变特性,经过实验数据验证,该模型的可靠性得到了验证。 5.参考文献 [1]李静,李芳芳.异性土蠕变特性及其预测模型[J].岩土力学,2009,30(4):1207-1212. [2]黄勇,张天成.红黏土蠕变特性的试验研究与模型分析[J].岩土力学,2005,26(1):14-17. [3]张立峰,刘晓云.黄土蠕变特性及粘聚力影响规律的研究[J].岩土力学,2015,36(4):1076-1080. [4]王大可,王雷.蠕变模型及其参数测试[J].岩土力学,2016,37(2):399-405.