[发明专利]结构性软土次固结系数描述方法

权利要求书

1.一种结构性软土次固结系数非线性描述方法，其特征在于步骤如下：

a.从被测区域采集软土，将采集的原状软土制作成原状土试样，将采集软土经过打碎烘干并加水配比制作成重塑软土试样；

b.分别对原状软土试样和重塑软土试样进行完整的一维次固结实验，试验中根据规范法分别逐级向原状土试样和重塑软土试样加载荷载，分别得到试验中各级荷载条件下原状土试样和重塑软土试样的孔隙比随时间变化的压缩曲线，即原状土试样压缩曲线和重塑软土试样压缩曲线；

c.分别利用原状土试样压缩曲线和重塑软土试样压缩曲线得到一维次固结实验中向原状土试样和重塑软土试样加载各级荷载时对应的原状土次固结系数和重塑土次固结系数；

d.分别利用原状土试样压缩曲线和重塑软土试样压缩曲线对应的每级荷载与孔隙比数据绘制出原状土试样的e-ln(p’)曲线和重塑软土试样的e-ln(p’)曲线，从原状土试样的e-ln(p’)曲线上量取回弹指数κ和压缩指数最大值λ₀，从重塑软土试样的e-ln(p’)曲线上量取压缩指数λ_i，p'即 为施加的具体荷载值；

e.分别利用原状土试样和重塑软土试样在各级荷载条件下得到的次固结系数与相对应的孔隙比数据绘制原状土试样的e-ψ图和重塑软土试样的e-ψ图；

f.根据重塑软土试样的e-ψ图对重塑软土试样次固结系数取平均值，从而得到重塑软土试样次固结平均系数，所有原状软土试样的次固结系数分别与重塑软土试样的次固结平均系数的差值，即为不同荷载情况下下土体结构性的影响，原状土次固结系数随着孔隙比的减小先逐渐增大，到达最大值后逐渐减小；

g.结构性软土次固结系数非线性表达式描述为：

ψ_s＝(ω+1)ψ_i

约束条件：

ω₀＝(λ₀-λ_i)/(λ_i-κ)

式中：ψ_i为重塑软土试样的次固结平均系数，ψ_s为原状软土试样的次固结系数，ω为被测区域采集软土的土体结构对次固结系数影响系数，ζ为材料参数，根据ω的衰减曲线拟合得到，式中代表原状软土试样的非弹性应变由一维次固结实验获得，ω₀为土体结构对次固结系数影响系数最大值，λ_i为重塑软土试样的压缩指数，κ为原始软土试样的回弹指数，λ₀为原始软土试样的压缩指数最大值；

利用软土试样压缩曲线得到一维次固结实验中向软土试样加载各级荷载时对应的次固结系数ψ的公式为ψ＝Δe/Δlogt，式中，e为孔隙比，t为时间。

2.如权利要求1所述的结构性软土次固结系数非线性描述方法，其特征在于：表征土结构性的参数值随着非弹性应变增加呈指数关系减小。

3.如权利要求1所述的结构性软土次固结系数非线性描述方法，其特征在于利用公式：ψ_s-ψ_i＝ωψ_i获得原状软土试样的次固结系数ψ_s与重塑软土试样的次固结平均系数ψ_i之间的差值即为土体结构性的影响ωψ_i。