[發明專利]基于一維應力松弛試驗的軟土流變參數確定方法及裝置有效
| 申請號： | 201310429170.7 | 申請日： | 2013-09-18 |
| 公開（公告）號： | CN103471920A | 公開（公告）日： | 2013-12-25 |
| 發明（設計）人： | 尹振宇;吳則祥;李艷玲;金銀富;朱啟銀;夏云龍 | 申請（專利權）人： | 上海交通大學 |
| 主分類號： | G01N3/08 | 分類號： | G01N3/08 |
| 代理公司： | 上海思微知識產權代理事務所(普通合伙) 31237 | 代理人： | 鄭瑋 |
| 地址： | 200240 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 基于 應力 松弛 試驗 流變 參數 確定 方法 裝置 | ||
技術領域
本發明涉及一種軟土流變參數確定方法及裝置，特別是涉及一種基于一維應力松弛試驗的軟土流變參數確定方法及裝置。
背景技術
近年來，越來越多的土木工程實踐項目面臨著軟土地基流變的問題，對軟土流變模型的研究及其參數確定有利于了解軟黏土的流變特性，并指導工程實踐。流變模型參數的確定方法可以根據參數的物理意義，對試驗數據進行分析、計算、歸納等得到。目前學者們對軟土的流變模型參數的確定上做了大量的研究。比較典型的有：趙維炳（1989）利用下降法確定流變模型參數，該方法雖然可以考慮固結階段的沉降，但其初始參數對最后結果有很大的影響，有時不一定能得到合理的參數值；李西斌（2005）利用流變固結解析理論計算土層不同時刻的沉降以及土層底部的空隙水壓力，然后根據非線性擬合方法進行參數擬合，然而該參數確定方法具有方法復雜，不便于操作等缺點。
發明內容
為克服上述現有技術存在的不足，本發明之目的在于提供一種基于一維應力松弛試驗的軟土流變參數確定方法及裝置，在一維應力松弛試驗的基礎上確定出應力松弛系數，并推導出軟土應力松弛系數、速率效應系數和次固結系數三者的相互轉化關系，進而通過它們之間的關系來得到速率效應系數和次固結系數的大小，達到了操作方便、耗時較短、節約試驗成本和時間成本、提高試驗效率及參數確定準確的目的。
為達上述及其它目的，本發明提出一種基于一維應力松弛試驗的軟土流變參數確定方法，包括如下步驟：
步驟一，對天然軟黏土進行一維應力松弛試驗，記錄豎向應力σv隨時間t的變化規律；
步驟二，根據步驟一所記錄的豎向應力σv和時間t的關系，畫出lnσv-lnt的雙對數曲線圖，基于所畫曲線獲得該曲線斜率，該曲線斜率為應力松弛系數Rα；
步驟三，根據步驟二所求的應力松弛系數Rα，利用軟土流變參數轉換公式來確定軟土的其他流變模型參數。
進一步地，于步驟一中，將一維固結狀態下的試驗土樣以恒定的應變速率壓縮至某一特定應變值，然后關閉機器動力以保持應變不變，記錄豎向應力σv隨時間t的變化規律。
進一步地，該其他流變參數為速率效應系數β及次固結系數Cαe。
進一步地，該軟土流變參數轉換公式為：
其中λ為壓縮指數，k為回彈指數。
進一步地，λ、k從等速一維壓縮試驗中直接量取。
進一步地，于步驟二中，對所畫曲線進行量取獲得該曲線的斜率。
為達到上述及其他目的，本發明還提供一種基于一維應力松弛試驗的軟土流變參數確定裝置，至少包括：
一維應力松弛試驗模組，用于對天然軟黏土進行一維應力松弛試驗，記錄豎向應力σv隨時間t的變化規律；
應力松弛系數獲取模組，利用該一維應力松弛試驗模組所記錄的豎向應力σv和時間t的關系，畫出lnσv-lnt的雙對數曲線圖，并基于所畫曲線獲取該曲線斜率，該曲線斜率為應力松弛系數Rα；
其他參數確定模組，根據獲得的應力松弛系數利用軟土流變參數轉換公式來確定軟土的其他流變模型參數。
進一步地，該軟土流變參數轉換公式為：
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