[发明专利]固结模型试验相似准则建立方法

摘要

本发明提出一种固结模型试验相似准则建立方法，该方法步骤：假定原始场地土层厚度，模型中土层厚度，故几何相似常数Cl即为H1与H2的比值；模型中土的类型与原始场地相同，故土的重度γ相同，由此即可确定荷载相似常数Cp；根据量纲相似准则确定孔压相似常数Cu；根据固结微分方程解析解，确定原型与模型之间时间因数的关系，从而建立固结时间相似常数Ct、几何相似常数Cl与固结系数相似常数Cv之间的关系，提出了时间相似常数修正系数ξ，建立基于Terzaghi一维固结理论的模型试验相似准则。有益效果是将该相似准则应用于模型试验，能更加精确的预测原始场地的孔压消散和固结度发展过程，精度提高10％‑15％，使得由模型试验得到的结果与原型测试结果更为接近。

主权项

1.一种固结模型试验相似准则建立方法，该方法是基于Terzaghi一维固结理论，采用原始场地土样即原型土进行模型试验相似常数理论推导，得到适用于模型试验的固结相似准则，该方法包括以下步骤：(1)假定原始场地的土层厚度为H1，模型土厚度为H2，则几何相似常数Cl为: C l = H 1 H 2 = z 1 z 2 - - - ( 1 ) ]]>式中：Z1、Z2为取土深度；(2)所述模型试验中，模型采用原型土为模型土，则此时所述模型土的重度等于原型土的重度Cγ＝1，而 C γ = C N C l 3 - - - ( 2 ) ]]>其中：CN为集中荷载的相似常数，因此Cγ＝1必然公式3为 C N = C l 3 - - - ( 3 ) ]]>则面荷载的相似常数Cp为 C p = C N C l 2 = C l - - - ( 4 ) ]]>(3)根据量纲相似准则，超静孔隙水压力与面分布力具有同样的量纲，根据量纲法推导得到孔压相似常数Cu为： C u = u 1 u 2 = C l - - - ( 5 ) ]]>式中：u1、u2分别为原型孔隙水压力和模型孔隙水压力；(4)根据固结微分方程解析解可得： u 1 u 2 = 4 p 1 π · e - &p