不同干密度条件下的地基土非线性蠕变特性及力学模型研究

摘要

密实度影响港口地基工程的长期稳定性.为研究不同干密度条件下的地基土非线性蠕变特性,开展地基土固结排水三轴压缩蠕变试验.结果表明:1)随着干密度的减小,抽气饱和后土体含水率越高,轴向应变越大,蠕变行为更为显著.2)土体长期强度随着干密度的增大而递增,干密度增加抑制蠕变发展.3)地基土等时偏应力-应变曲线在低应力水平下表现出线性特征,较高应力水平下表现出非线性特征.基于试验成果,通过研究黏弹性模量与干密度以及荷载时间之间的关系,定义考虑不同干密度的黏弹性模量,基于分数阶微积分理论构建分数阶黏塑性体,从而得到新的不同干密度下的土体非线性蠕变力学模型.给出参数求解方法,验证所建模型可行性和合理性.分析瞬时弹性模量与干密度的经验关系,给出了类似粉质黏土地基土的模型参数建议取值区间.研究成果为粉质黏土地基土蠕变特性研究及港口地基工程长期稳定性分析提供一定参考.