巖土工程問題的過程分析

劉保健,謝永利,翁效林

(長安大學特殊地區公路工程教育部重點實驗室,陜西 西安 710064)

0 前 言

土的抗剪強度,雖只用c和φ表示,但因發生過程的不同,其測試得出的數值也不同。目前習慣與通用的有快剪、固結快剪和慢剪表示的指標[1,2]。當然,還可以用其它的應力路徑來表示土的抗剪強度指標,只是因為應用過于麻煩而未采用罷了。這就是一個土工問題因產生過程的不同其結果也不同很直觀的一個事例。眾所周知,土的應力、應變關系因土所承受的應力路徑不同而不同,顯然其結果不光與應力水平有關,而且與產生的過程有關[3]。土的壓縮變形顯然與其先期所受的壓力有關,由此產生了要區別正常固結土、超固結土和欠固結土進行變形計算的問題。不論是飽和土或非飽和土,土體的壓縮變形都是和時間過程有關系的固結問題[4]。在非破壞水平的往復應力作用下,土的塑性變形和彈性模量隨著時間會變得越來越小和越來越大。以上這些與過程有關的問題容易理解,也容易進行分析。但對一些巖土工程的巖土力學問題,在實驗與分析中卻往往容易忽略其過程問題。

1 涵洞土壓力過程分析例證

埋管豎向土壓力分為上埋式和溝埋式,上埋式的豎向土壓力大于涵管上的土柱自重壓力,溝埋式的豎向土壓力小于涵管上的土柱壓力[5]。實際上,實測和分析都表明,對溝埋式涵管的豎向土壓力,其值小于上土柱壓力僅為涵管上填土剛剛完工后的情況,隨著時間的發展,涵管上內外土柱、土體在應力差作用下會不斷地進行應力和變形的調整,最終作用于涵管的豎向土壓力會趨向于土柱壓力。……