【正文】 titutive relations violates the principle of objectivity in continuum mechanics. However, in general, time explicitly exists in the empirical relation for the viscous behaviour of soil. ),(2 ?? ?? rfr ?巖土工程研究所 嚴(yán)格地講 ， 對(duì)應(yīng)于破壞時(shí)刻的變形值依賴于破壞歷時(shí) tp， 或依賴于應(yīng)力本身 。 巖土工程研究所 第 2節(jié) 土的蠕變 非衰減蠕變： 結(jié)構(gòu)特征急劇改變，破損度 ω和 /或定向度Ω變化大 迅速破壞情況： 結(jié)構(gòu)無(wú)重新定向 t＝ ， ω從 → ％ 巖土工程研究所 第 2節(jié) 土的蠕變 變形過(guò)程較長(zhǎng) ：①不穩(wěn)定蠕變階段：結(jié)構(gòu)變化甚微，管隙減 小，顆粒開(kāi)始重新定向； ②穩(wěn)定蠕變階段：結(jié)構(gòu)變化明顯，顆粒定向 明顯，一邊缺陷愈合，一邊發(fā)生新的結(jié)構(gòu) 破壞； ③ 加速蠕變階段：顆粒定向明顯，微裂隙強(qiáng) 烈發(fā)育，匯合成主干式裂隙形成破壞 。（ 如圖 12所示 ） 圖 12 干細(xì)砂無(wú)側(cè)脹壓縮的蠕變曲線 圖 13 凍結(jié)亞粘土（）的拉伸（ 1）和壓縮（ 2）流變曲線 壓縮和拉伸條件下土的蠕變是不同的 ， 如圖 13為凍結(jié)亞粘土的單軸壓縮和拉伸蠕變?cè)囼?yàn) 。 第 2節(jié) 土的蠕變 在有混合的 、 凝聚的和結(jié)晶連接的 密實(shí)粘土 中 ， 衰減變形階段占優(yōu)勢(shì) ， 長(zhǎng)期強(qiáng)度占短期強(qiáng)度的 70~80%， 且多直接從衰減 （ 初始蠕變 ） 直接過(guò)渡到加速蠕變 ， 沒(méi)有穩(wěn)定蠕變階段 。 因此 ， 有人對(duì)加速蠕變是否存在表示懷疑 ， 而認(rèn)為試驗(yàn)中所表現(xiàn)出的加速蠕變是有試驗(yàn)條件所引起 ， 如試樣工作截面的減少 ， 應(yīng)力集中等 。 第 2節(jié) 粘滯性 一、粘滯性 ；粘滯流動(dòng)不可逆厘米秒泊＝達(dá)因 2/???常數(shù)?r? ??? ????? ??巖土工程研究所 土的粘度的測(cè)定方法：可用于進(jìn)行蠕變?cè)囼?yàn)的儀器都可用來(lái)測(cè)定土的粘度； 土的應(yīng)力和流動(dòng)速度之間的關(guān)系是非線性的；相應(yīng)地粘度也就不是常數(shù) ， 而是與荷載的大小 、 時(shí)間有關(guān) 。 （ 4) 工程問(wèn)題的應(yīng)用 選用適當(dāng)?shù)谋緲?gòu)模型和解析方法，解決工程中涌現(xiàn)的各種問(wèn)題，如建筑物的變形和長(zhǎng)期沉降，邊坡和護(hù)岸工程的變形，坑道和隧道的變形等等。 這種觀點(diǎn)不考慮物體中產(chǎn)生的物理過(guò)程 ， 而在宏觀實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上建立這些過(guò)程外部表現(xiàn)的數(shù)學(xué)描述 。 (b) variation of settlement S (cm) and mass M (tons) of the tower with time。 流變 Rheology 蠕變 Creep 土的流變性而引起了大量的工程問(wèn)題，許多的工程由于土體流變而破壞失事：粘土地基上擋土墻的位移、邊坡穩(wěn)定性、橋臺(tái)因蠕動(dòng)而變形，碼頭、建筑物基礎(chǔ)、 比薩斜塔 、Londan粘土是一種典型的流變性較強(qiáng)的土。 巖土工程研究所 第 1節(jié) 概述 宏觀流變學(xué)： 研究實(shí)際物體的流變過(guò)程的外部表現(xiàn) ， 即那些能借助于一般量測(cè)設(shè)備觀察到的現(xiàn)象 （ 如變形 、 應(yīng)力等 ） 。 巖土工程研究所 第 1節(jié) 概述 （ 3）本構(gòu)方程的解析： 包括方程的解析解和數(shù)值解。Perzyna (1963), Adachi and Oka (1982), Dafalias (1982), Katona (1984), Baladi and Rohanni (1984), Liang and Ma (1992), Sekiguchi (1977), Nova (1982), Matsui and Abe (1985, 1986), Yin and Grahama (1999) 流變學(xué)歷史 巖土工程研究所 粘滯性： 液體 （ 或氣體 ） 單元顆粒相互位移時(shí)表現(xiàn)出的抵抗位移的特性 。 對(duì)非衰減型蠕變 ， 其蠕變的三階段也很明顯 （ 大多數(shù)情況如此 ） 。 巖土工程研究所 試驗(yàn)表明 ， 密實(shí)粘土蠕變顯 脆性破壞 ， 破壞前沒(méi)有明顯的穩(wěn)定蠕變階段 。 圖 11 風(fēng)干粘土無(wú)側(cè)膨脹壓縮的蠕變曲線 1－風(fēng)干狀態(tài)； 2－浸濕后 二、土骨架的蠕變 巖土工程研究所 類(lèi)似的三軸試驗(yàn)也證明了這一點(diǎn) 。 采用了 2個(gè)指標(biāo)定量描述微結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)破損程度 ω和定向度 Ω。 mfuu ttDRDSE????????????1012?D第 2節(jié) 土的蠕變 巖土工程研究所 若不考慮瞬時(shí)變形： ?????? ???TTtArm ln10???????? ????????????TTtArmm ln110??? ? T Ttrr mmH?? ln*TTtrrH?? ln*二、對(duì)數(shù)關(guān)系 第 2節(jié) 土的蠕變 巖土工程研究所 三、分?jǐn)?shù)－線性關(guān)系 （雙曲線關(guān)系） ? ?? ?stTGtr???????? 10第 2節(jié) 土的蠕變 )(0)10(cbDcDa tttH ?????????? ?? ???drained creep test data, Tian et al. (1994) 巖土工程研究所 土的塑粘性流動(dòng)規(guī)律可用下式表示： 式中： ―― 塑性粘滯系數(shù) ， ―― 極限長(zhǎng)期強(qiáng)度 , ―― 單位應(yīng)力 ， m＝ 1 試驗(yàn)表明：法向應(yīng)力 對(duì)剪切流動(dòng)速度 影響很大 ， 大 ， 小 。 （ 1） 方法 1 根據(jù)： ；可以用穩(wěn)定蠕變階段的變形速率 代替 ，而達(dá)到破壞的歷時(shí)則從這個(gè)階段開(kāi)始時(shí)刻的 tT算起到破壞時(shí)刻為止；如果穩(wěn)定流動(dòng)階段不明顯 ， 可以從相應(yīng)于最小變形速率時(shí)刻 t0算起到破壞時(shí)刻為止 。 ： 對(duì)一個(gè)試驗(yàn)進(jìn)行多級(jí)加荷。 第 3節(jié) 土的流變?cè)囼?yàn) Relationship of axial and volumetric strains versus time for RG1 test group in a singlestage drained creep test of RHKMD in pression state： 2 6 ,39。 要求：要能夠控制變形不變 ；一般的應(yīng)變控制式 三軸儀 是不行的 ， 因?yàn)檩S力的量測(cè)是通過(guò)鋼環(huán) ， 應(yīng)力松弛的同時(shí) ， 鋼環(huán)也在變形 。 要求：最好能夠控制應(yīng)力不變 ， 而不是荷載不變 (二 )、 試驗(yàn)儀器 三、 土的長(zhǎng)期強(qiáng)度 巖土工程研究所 （三）、 試驗(yàn)方法 1. 分別加荷試驗(yàn) ：取一組樣作蠕變?cè)囼?yàn) ， 使其達(dá)到破壞 ， 記錄達(dá)到破壞的歷時(shí)； （ 如圖 20所示 ） 圖 20 土的蠕變曲線（ a） 長(zhǎng)期強(qiáng)度曲線（ б） 第 3節(jié) 土的流變?cè)囼?yàn) 巖土工程研究所 （三）、 試驗(yàn)方法 （ 1） 若干級(jí)荷載對(duì)同一土樣逐級(jí)加載 ,每級(jí)荷載下至變形相對(duì)穩(wěn)定； 24小時(shí)應(yīng)變 %。 第 3節(jié) 土的流變?cè)囼?yàn) 邊坡一 邊坡二 邊坡三 邊坡四 巖土工程研究所 Ckemiitoh研究了滑動(dòng)的倫敦粘土邊坡 ， 用反算法確定了破壞時(shí)刻作用在滑動(dòng)面上的有效法向應(yīng)力和切向應(yīng)力值 。 （ 2）孔壓的量測(cè)：有人曾將孔壓傳感器安插到試樣中部； 巖土工程研究所 第 3節(jié) 土的流變?cè)囼?yàn) 單向固結(jié)的 等梯度固結(jié)試驗(yàn) 分別加荷 分級(jí)加荷 巖土工程研究所 第 3節(jié) 土的流變?cè)囼?yàn) 三軸壓縮與伸長(zhǎng)試驗(yàn) 分別加荷 及 分級(jí)加荷 巖土工程研究所 第 3節(jié) 土的流變?cè)囼?yàn) 三軸壓縮試驗(yàn) 分級(jí)加荷 0501001502002500 2 4 6 8? a ( % )q (kPa)6 . 0 % / h 0 . 6 % / h0 . 0 6 % / h0501001502000 2 4 6 8? a ( % )u (kPa)巖土工程研究所 第 3節(jié) 土的流變?cè)囼?yàn) 三軸伸長(zhǎng)試驗(yàn) 分級(jí)加荷 3 5 0 3 0 0 2 5 0 2 0 0 1 5 0 1 0 0 5 000 2 4 6 8 10? a ( % )q (kPa)R e l a x .1 . 5 % / h1 . 5 % / hR e l a x .R e l a x .R e l a x .1 5 % / h 1 5 % / h 1 5 % / h1 . 5 % / h0 . 1 5 % /h巖土工程研究所 第 3節(jié) 土的流變?cè)囼?yàn) 目前三軸試驗(yàn)中的問(wèn)題：主要是孔壓的量測(cè)及孔壓在試樣中分布不均勻。 F0 is a normalising constant to make flow function dimensionless. 巖土工程研究所 ? Perzyna’s theory 第 3節(jié) 土的流變本構(gòu)模型 彈粘塑性模型 Viscous effects bee pronounced only after the material undergoes yielding, and that viscous effects are not essential in the elastic domain. Consequently, the function is defined as In the overstress type of models, different , F (or f), and will result in different models. . for 巖土工程研究所 彈粘塑性模型應(yīng)用 CBAqLxC e n t e r l i n eaR o u g h , r i g i d , a n d i m p e r v i o u shz第 3節(jié) 土的流變本構(gòu)模型 有限元應(yīng)用：時(shí)步－粘性初應(yīng)變法，把粘性應(yīng)變看成初應(yīng)變，對(duì)每一時(shí)間步疊加相應(yīng)的初應(yīng)變，求得對(duì)應(yīng)松弛荷載，施加到結(jié)構(gòu) 巖土工程研究所 00 . 20 . 40 . 60 . 811 . 21 .