【正文】 ????????????????????? ???TtArm1101~?? ?trr *?（一）、冪函數(shù)關(guān)系 第 2節(jié) 土的蠕變 ),(2 tfr ?? ? ?tr ,2?? ?巖土工程研究所 SinghMitchell方程 ： 式中： A、 、 m為參數(shù)， 為應(yīng)力水平， to－ 單位時間。 冪函數(shù)形式的蠕變方程：簡單、實用，適用性強，從軟土到硬土、甚至巖石。 流動方程 ? ?r??? ? ? ??fr ??mr101???????? ?? ?????????0?n? r?n? r?第 2節(jié) 土的蠕變 或 巖土工程研究所 土體在蠕變流動過程中 ， 蠕變速率隨時間變化 ， 這種變化可以用變形過程中 ， 土體的粘滯特性的變化來解釋 ， 則： 可表示為： or ? ?? ?tfr????? ?nTTtt ?????? ??0????t?? ? ? ? Ttet ??? ??? 0????第 2節(jié) 土的蠕變 實際上 流動方程 應(yīng)表示為： ? ?tfr ,1 ??? ? ?tr ,1 ??? ?或 巖土工程研究所 我們前面介紹的蠕變方程和流動方程實際上就是考慮了時間效應(yīng)的土體本構(gòu)方程 ， 但這些都是根據(jù)試驗總結(jié)出來的 ， 是經(jīng)驗方程 。 第 2節(jié) 土的蠕變 或 ),(2 rfr ???Eringen (1962) indicated that the explicit introduction of time in the constitutive 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 嚴格地講 ， 對應(yīng)于破壞時刻的變形值依賴于破壞歷時 tp， 或依賴于應(yīng)力本身 。 在很多情況下 ， 可以把 看作常數(shù) !! 第 2節(jié) 土的蠕變 r p t r 圖 9 pr巖土工程研究所 第 2節(jié) 土的蠕變 。 Canto認為： C＝ ； фNHH認為： C＝ 。 即： TTp rCtt ???rCtp ??Tr? r?巖土工程研究所 第 2節(jié) 土的蠕變 （ 2） 方法 2 在蠕變曲線上找三點 ， 使相鄰兩點間變形差相等 ， 即對應(yīng) t t t3時刻的 r r r3， 使得 r2－ r1＝ r3－ r2， 則： （ 維亞洛夫 ） 還有一種觀點認為 ， 長期破壞時 ， 變形功守恒 ， 如變形功率為常數(shù) ， 則： ? ?? ? ? ?23122121 ttttttttp ?????常數(shù)?ptA?巖土工程研究所 隨時間變化： 這里： 第 2節(jié) 土的蠕變 A? ? ?? ?pt dttA0 常數(shù)?pijijA ?? ??巖土工程研究所 第 3節(jié) 土的流變試驗 （ 一 ） 特點 蠕變試驗： 在維持荷載不變的情況下 ， 觀測試驗變形發(fā)生 、 發(fā)展的試驗 。 但在實驗室條件下 ， 我們進行的試驗只能是幾個小時或幾天 ， 少數(shù)試驗進行幾個月 ， 極少數(shù)進行數(shù)年 。 巖土工程研究所 第 3節(jié) 土的流變試驗 按照蠕變試驗資料評價土的流變特性的關(guān)鍵在于蠕變方程的選擇和方程參數(shù)的的確定；因此 ， 將試驗資料依據(jù)蠕變方程外推時應(yīng)謹慎 。 優(yōu)點：沒有前期應(yīng)力歷史的影響；缺點：需一組同樣的試樣 ， 難以避免結(jié)果離散性 。優(yōu)點：只需一個試驗，缺點：上一級荷載對下一級荷載變形有影響。 for the three undrained triaxial creep tests on RHKMD. 02468101 10 100 1000 10000 100000 1000000T i m e ( m i n )Axial strain (%)q = 1 3 4 k P aq = 1 8 9 k P aq = 2 4 3 k P aC o n s o lid a t io n p r e s s u r e = 4 0 0 k P aH o n g K o n g m a r in e d e p o s it s巖土工程研究所 第 3節(jié) 土的流變試驗 ： 0510152025301 10 100 1000 10000T i m e ( m i n )Axial strain (%)S L = 0 . 2 8S L = 0 . 4 6S L = 0 . 8 3S L = 0 . 9 2S L = 0 . 9 9 Relationship of (a) axial strain versus log(time) in a multistage undrained creep test of RHKMD in pression state 巖土工程研究所 （ 三 ） 試驗儀器 固結(jié)儀：單向固結(jié)試驗 三軸儀：三軸壓縮： CU、 CD （ 一次 、 分級加荷 ） 三軸伸長： CU、 CD （ 一次 、 分級加荷 ） 第 3節(jié) 土的流變試驗 巖土工程研究所 第 3節(jié) 土的流變試驗 扭剪儀： 直剪儀： 環(huán)剪儀： 圖 15 直剪儀 1固定的下半剪切盒； 2可動的上半盒； 3上沖塞； 4土樣； 5下沖塞 圖 16 雙剪儀 巖土工程研究所 第 3節(jié) 土的流變試驗 圖 17 測試環(huán)形土樣的環(huán)剪儀和扭剪儀 （ a） 環(huán)剪儀；（ b） 環(huán)形樣扭剪儀 1底半盒； 2頂半盒； 3環(huán)形充塞； 4內(nèi)部保護環(huán)；5外部保護環(huán)； 6地步透水環(huán)形片 圖 18 柱剪儀 巖土工程研究所 第 3節(jié) 土的流變試驗 圖 19 單剪儀 （ a） 受迫剪切儀；（ b） 自由剪切儀；（ c） 柱剪儀 1側(cè)板； 2前、后側(cè)墻； 3充塞； 4保護環(huán)； 5外筒； 6橡膠套；7內(nèi)筒； 8內(nèi)筒肋條； 9外筒蓋； 10球形軸承組； 11和 12內(nèi)筒蓋 巖土工程研究所 第 3節(jié) 土的流變試驗 圖 19 固結(jié)儀 巖土工程研究所 第 3節(jié) 土的流變試驗 圖 19 三軸儀 巖土工程研究所 第 3節(jié) 土的流變試驗 圖 19 三軸儀 巖土工程研究所 第 3節(jié) 土的流變試驗 圖 19 單剪儀 巖土工程研究所 第 3節(jié) 土的流變試驗 （ 四 ） 試驗方法 對排水剪的蠕變試驗 ， 即使是分別加荷 ， 也有一次瞬時加荷和分級加荷之分 。 主要有兩方面的影響 ， 一是對量測儀表的影響 ， 另一則是對土本身性質(zhì)的影響； 2. 對三軸蠕變試驗 ， 滲漏是一個非常難以解決的問題：解決辦法：壓力室充油 (Tavenas et al. 1978) ；壓力室充水銀（ Bishop and Lovenbury 1969) ；雙層橡皮膜； 3. 對排水的蠕變 ， 當(dāng)根據(jù)排水量測體積蠕變量時 ， 其精度不令人滿意 。 第 3節(jié) 土的流變試驗 巖土工程研究所 （ 六 ） 試驗資料 香港海相沉積土：淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土 第 3節(jié) 土的流變試驗 1 2 1 0864200 . 1 1 10 100 1000 1 0 0 0 0T i m e ( m i n )Axial strain (%)S L = 0 . 5S L = 0 . 7S L = 0 . 8S L = 0 . 90 . 0 0 0 0 10 . 0 0 0 10 . 0 0 10 . 0 10 . 11101000 . 1 1 10 100 1000 1 0 0 0 0T i m e ( m i n )Axial strain rate (%/min)S L = 0 . 5 S L = 0 . 7S L = 0 . 8 S L = 0 . 9S L = 0 . 5 f i t S L = 0 . 7 f i tS L = 0 . 8 f i tRelationship of (a) axial strain versus log(time) and (b) axial strain rate versus log(time) in a multistage undrained creep test of RHKMD in extension state 巖土工程研究所 （ 六 ） 試驗資料 香港海相沉積土：淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土 排水剪的三軸蠕變試驗 ， 沒有發(fā)生蠕變破壞 。/ ?? Mpqn039。 蠕變試驗：一般需幾天 、 甚至幾個月 ， 而且不宜穩(wěn)定 。 蠕變和應(yīng)力松弛實際上是同一個過程 （ 流變過程 ） 的兩種不同的表現(xiàn) 。 常用：三軸儀 、 直剪儀 、 固結(jié)儀 。 可用 一般的應(yīng)變控制式三軸儀 ， 但軸力用荷重傳感器量測 。 巖土工程研究所 第 3節(jié) 土的流變試驗 （ 四 ） 試驗資料 Lacerda and Houston 1973 ,lo g100??????????ttsqq for t t0 00 . 20 . 40 . 60 . 810 . 1 1 10 100 1000 1 0 0 0 0T i m e ( m i n )q/q0S F B M 1S F B M 2S F B M 3S F B M 1 f i tS F B M 2 f i tS F B M 3 f i t巖土工程研究所 第 3節(jié) 土的流變試驗 （ 四 ） 試驗資料 Zhu 2022 0 . 40 . 60 . 810 500 1000 1500T i m e ( m i n )q/q0CUC1 CU