这篇学位论文主要探讨了软土一维固结理论,特别是在非线性渗流定律的背景下。作者通过实验和现场观测资料发现,软粘土的渗流行为常常偏离传统的达西定律,因此,他们提出了一种新的研究方法,即考虑非线性渗流(非达西渗流)对软土固结的影响。
论文基于Slepicka指数形式的渗流定律和Hansbo的非达西渗流模型,采用有限差分法和半解析法来建立软土一维线性和非线性固结问题的控制方程。通过对不同参数、土层厚度、荷载大小和加载速率的调整,分析了非达西渗流下软土固结特性。这包括了变荷载条件下的固结曲线计算,以验证两种数值计算方法的准确性。
论文进一步扩展到考虑实际地基的成层性,对双层和多层地基的一维固结问题进行了系统研究。对于双层地基,论文使用有限差分法处理线性固结问题,而对于多层地基,采用了半解析方法。通过比较不同层的参数、荷载、厚度以及相对渗透性和压缩性,分析了这些因素如何影响固结过程。
论文还考虑了自重应力随深度变化的情况,结合土体孔隙比与渗透系数、孔隙比与有效应力之间的非线性关系,探讨了两种常用非达西渗流模型在软土一维非线性固结问题上的应用。这种方法通过差分法和半解析法进行了实现,旨在提供更精确的固结预测。
这篇论文的创新之处在于它不仅关注了非线性渗流对软土固结的影响,而且还考虑了实际工程中的复杂因素,如变荷载、地基的成层性和自重应力分布。这些研究结果对于理解和预测软土地基在工程应用中的固结行为具有重要的实践意义,特别是在大数据和算法的背景下,可以为地质工程和土木工程领域的决策提供科学依据。