基于一维应力松弛试验的软土流变参数确定方法及装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于一维应力松弛试验的软土流变参数确定方法及装置，该方法包括如下步骤：对天然软黏土进行一维应力松弛试验，记录竖向应力σv随时间t的变化规律；根据所记录的竖向应力σv和时间t的关系，画出lnσv-lnt的双对数曲线图，基于所画曲线获得该曲线斜率，该曲线斜率为应力松弛系数Rα；根据所求的应力松弛系数Rα，利用软土流变参数转换公式来确定软土的其他流变模型参数，本发明具有操作方便、耗时较短、节约试验成本和时间成本、提高试验效率及参数确定准确的优点。
【专利说明】基于一维应力松弛试验的软土流变参数确定方法及装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种软土流变参数确定方法及装置，特别是涉及一种基于一维应力松弛试验的软土流变参数确定方法及装置。
【背景技术】
[0002]近年来，越来越多的土木工程实践项目面临着软土地基流变的问题，对软土流变模型的研究及其参数确定有利于了解软黏土的流变特性，并指导工程实践。流变模型参数的确定方法可以根据参数的物理意义，对试验数据进行分析、计算、归纳等得到。目前学者们对软土的流变模型参数的确定上做了大量的研究。比较典型的有:赵维炳(1989)利用下降法确定流变模型参数，该方法虽然可以考虑固结阶段的沉降，但其初始参数对最后结果有很大的影响，有时不一定能得到合理的参数值；李西斌(2005)利用流变固结解析理论计算土层不同时刻的沉降以及土层底部的空隙水压力，然后根据非线性拟合方法进行参数拟合，然而该参数确定方法具有方法复杂，不便于操作等缺点。
【发明内容】
[0003]为克服上述现有技术存在的不足，本发明之目的在于提供一种基于一维应力松弛试验的软土流变参数确定方法及装置，在一维应力松弛试验的基础上确定出应力松弛系数，并推导出软土应力松弛系数、速率效应系数和次固结系数三者的相互转化关系，进而通过它们之间的关系来得到速率效应系数和次固结系数的大小，达到了操作方便、耗时较短、节约试验成本和时间成本、提高试验效率及参数确定准确的目的。
[0004]为达上述及其它目的，本发明提出一种基于一维应力松弛试验的软土流变参数确定方法，包括如下步骤:
[0005]步骤一，对天然软黏土进行一维应力松弛试验，记录竖向应力σ ν随时间t的变化规律；
[0006]步骤二,根据步骤一所记录的竖向应力σ v和时间t的关系，画出Ino v-lnt的双对数曲线图，基于所画曲线获得该曲线斜率，该曲线斜率为应力松弛系数Ra ;
[0007]步骤三，根据步骤二所求的应力松弛系数Ra，利用软土流变参数转换公式来确定软土的其他流变模型参数。
[0008]进一步地，于步骤一中，将一维固结状态下的试验土样以恒定的应变速率压缩至某一特定应变值，然后关闭机器动力以保持应变不变，记录竖向应力σ ν随时间t的变化规律。
[0009]进一步地，该其他流变参数为速率效应系数β及次固结系数Cae。
[0010]进一步地,该软土流变参数转换公式为:
D ΔΙη σ,.λ-k Cw
[0011]及== +
ΔΙη? Αβ A
[0012]其中λ为压缩指数，k为回弹指数。[0013]进一步地，λ、k从等速一维压缩试验中直接量取。
[0014]进一步地，于步骤二中，对所画曲线进行量取获得该曲线的斜率。
[0015]为达到上述及其他目的，本发明还提供一种基于一维应力松弛试验的软土流变参数确定装置，至少包括:
[0016]一维应力松弛试验模组，用于对天然软黏土进行一维应力松弛试验，记录竖向应力σ ν随时间t的变化规律；
[0017]应力松弛系数获取模组，利用该一维应力松弛试验模组所记录的竖向应力σ 7和时间t的关系，画出Inov-1nt的双对数曲线图，并基于所画曲线获取该曲线斜率，该曲线斜率为应力松弛系数Ra ；
[0018]其他参数确定模组，根据获得的应力松弛系数利用软土流变参数转换公式来确定软土的其他流变模型参数。
[0019]进一步地,该软土流变参数转换公式为:
[0020]
【权利要求】
1.一种基于一维应力松弛试验的软土流变参数确定方法，包括如下步骤: 步骤一,对天然软黏土进行一维应力松弛试验,记录竖向应力O V随时间t的变化规律； 步骤二,根据步骤一所记录的竖向应力O V和时间t的关系，画出Inov-1nt的双对数曲线图，基于所画曲线获得该曲线斜率，该曲线斜率为应力松弛系数Ra ; 步骤三，根据步骤二所求的应力松弛系数Ra，利用软土流变参数转换公式来确定软土的其他流变模型参数。
2.如权利要求1所述的一种基于一维应力松弛试验的软土流变参数确定方法，其特征在于:于步骤一中，将一维固结状态下的试验土样以恒定的应变速率压缩至某一特定应变值，然后关闭机器动力以保持应变不变，记录竖向应力σ ν随时间t的变化规律。
3.如权利要求2所述的一种基于一维应力松弛试验的软土流变参数确定方法，其特征在于:该其他流变参数为速率效应系数β及次固结系数Cae。
4.如权利要求3所述的一种基于一维应力松弛试验的软土流变参数确定方法，其特征在于，该软土流变参数转换公式为:
5.如权利要求4所述的一种基于一维应力松弛试验的软土流变参数确定方法，其特征在于:λ、k从等速一维压缩试验中直接量取。
6.如权利要求1所述的一种基于一维应力松弛试验的软土流变参数确定方法，其特征在于:于步骤二中，对所画曲线进行量取获得该曲线的斜率。
7.一种基于一维应力松弛试验的软土流变参数确定装置，至少包括: 一维应力松弛试验模组，用于对天然软黏土进行一维应力松弛试验，记录竖向应力σ v随时间t的变化规律； 应力松弛系数获取模组，利用该一维应力松弛试验模组所记录的竖向应力σ v和时间t的关系，画出In σ v-lnt的双对数曲线图，并基于所画曲线获取该曲线斜率,该曲线斜率为应力松弛系数Ra ; 其他参数确定模组，根据获得的应力松弛系数利用软土流变参数转换公式来确定软土的其他流变模型参数。
8.如权利要求7所述的一种基于一维应力松弛试验的软土流变参数确定装置，其特征在于，该软土流变参数转换公式为:
9.如权利要求8所述的一种基于一维应力松弛试验的软土流变参数确定装置，其特征在于:该一维应力松弛试验模组将一维固结状态下的试验土样以恒定的应变速率压缩至某一特定应变值，然后关闭机器动力以保持应变不变，记录竖向应力σν随时间t的变化规律。
10.如权利要求7所述的一种基于一维应力松弛试验的软土流变参数确定装置，其特征在于:该其他流变参数包括速率效应系数β及次固结系数Cae。
【文档编号】G01N3/08GK103471920SQ201310429170
【公开日】2013年12月25日 申请日期:2013年9月18日 优先权日:2013年9月18日
【发明者】尹振宇, 吴则祥, 李艳玲, 金银富, 朱启银, 夏云龙 申请人:上海交通大学