高饱和度土的一维连续方程及其固结分析
2011-08-11徐浩峰谢康和
土木与环境工程学报 2011年5期
徐浩峰,谢康和
(1.浙江大学 软弱土与环境土工教育部重点实验室,杭州310027;2.浙江大学宁波理工学院,浙江 宁波315100)
通常认为水面(或地下水位)以下的土是饱和土。而实际上水面下的天然土往往含有气泡,并不一定完全饱和;比如湖海底的沉积土以及泥炭土等中可能含有甲烷等有机气体形成的大小气泡[1],另外对某地区软土的勘察,百余项地质勘察报告均显示软土的饱和度并非100%,一般大于94%[2]。虽然如此,工程上往往按饱和土来处理的[3]。但是这类高饱和度土的固结压缩特性与完全饱和土的固结特性是有差异的,比如存在明显的瞬时沉降变形[4-5]。这是因为其前提假设相对于完全饱和土发生了一些变化,比如孔隙流体的压缩性已经不可以忽略。因此对高饱和度土的连续方程和固结方程应重新给予考虑和梳理。
对于饱和土的连续性问题,体积守恒等式是适用的;但当土体是三相体时,体积的守恒式就显得复杂。如对高饱和度土的连续性描述为:在不排水条件下,高饱和度土排出的水气混合物量等于土骨架的压缩量与水气混合物的回弹量之和[6];将水和气看成混合的可压缩流体,提出混合流体的连续性为单位土体体积的压缩量等于排出的流体体积与残存流体压缩量之和[7];土体单元中渗流出的水体积等于孔隙中水体积的变化量[8]等。
可见,对于高饱和度土的体积守恒式从不同的角度有不同的表述方式,这在理解上是困难的。……
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