飽和土一維熱固結(jié)解析理論研究.pdf

1、土的熱固結(jié)理論是當今巖土工程領(lǐng)域頗為關(guān)注的研究課題之一，在熱能貯存、地熱資源開發(fā)、核廢料處置等方面具有良好的應(yīng)用背景。本文針對現(xiàn)有熱固結(jié)問題的研究尚未形成完整的理論體系的不足，較深入系統(tǒng)地開展了飽和土一維熱固結(jié)解析理論的研究。主要內(nèi)容和創(chuàng)新工作包括： (1)在對有關(guān)土性溫度效應(yīng)及土體熱固結(jié)問題等研究現(xiàn)狀作了較詳盡的回顧和總結(jié)的基礎(chǔ)上，從傳統(tǒng)固結(jié)理論，熱彈性理論、滲流理論和傳熱理論等出發(fā)，推導了相應(yīng)應(yīng)力場、滲流場和溫度場的控制方程

2、，在此基礎(chǔ)上進行簡化，建立了飽和土體的三維、二維、一維熱固結(jié)方程，并討論了相應(yīng)的定解條件，為熱固結(jié)問題的求解奠定了基礎(chǔ)。 (2)對最基本的地表驟然受常溫且初始孔壓均布的一維熱固結(jié)問題，分別求得了考慮和不考慮熱力耦合的超靜孔壓和溫度增量的解，并通過詳細比較，表明可以忽略熱固結(jié)方程中熱力耦合項對固結(jié)的影響。在此基礎(chǔ)上，應(yīng)用偏微分方程理論中的有限Fourier變換、分離變量法、沖量定理法等數(shù)學求解方法，分別獲得了變荷載、初始孔壓非均布

3、、地表溫度周期性變化等條件下以及綜合考慮這些因素的復雜條件下的一維熱固結(jié)問題的理論解，現(xiàn)有不考慮溫度影響的一維傳統(tǒng)固結(jié)解均為本文解特例。 (3)基于本文理論解，繪制了大量曲線，分析討論了各種因素對地基超靜孔壓消散、沉降以及平均固結(jié)度發(fā)展的影響。分析表明，影響熱固結(jié)性狀的主要因素有：無量綱參數(shù)R(反映溫度變化大小)、熱擴散系數(shù)與固結(jié)系數(shù)之比F(反映熱傳導與固結(jié)速度快慢)、加荷時間因子TVO(反映加荷快慢)、半周期時間因子Tvc(反