引言

膨胀土在我国分布范围广泛H1。对于非饱和膨胀 土来说，在荷载作用下，土颗粒被挤密，多余的气体 被排出，位置重新排列，土体因而产生变形。在变形 过程中，一方面由于固体颗粒与孔隙水间的摩擦力阻 碍气体排出，使变形延迟；另一方面土颗粒之间的接 触是结合水膜之间的接触，由于结合水的粘滞性使土 体变形有一个过程【2 J，所以，膨胀土的应力变化和变 形均与时间有关，其应力一应变关系呈显著的非线性 流变特性。
为了取得较好的膨胀土流变拟合效果，需建立更
为复杂的多元件模型，因此，流变模型辨识及参数确
定成为一个需要解决的重要问题。在流变模型的辨识 方面，夏才初"1提出了试凑法；在软土蠕变模型参数 的确定方面，同济大学冯紫良【4’等通过非线性优化方 法，进行反位移分析来得到软土的力学参数；张容安 "1研究了有限元参数的处理方法并进行了评价；长安 大学宋飞【61等研究了分级加载下岩土流变的神经网络 模型，谢宁¨1在此基础上提出了一种更有效的二次初 应变法。本文在已有成果的基础上[8,91，通过系列室内 试验，分析了膨胀土非线性流变特性中的蠕变特性， 对膨胀土非线性流变特性的本构方程及蠕变方程进行

了初步探索。
0．06

0．05
 

1

1．1
试验方法
土的物理特性 试验土样取自广西南宁，为冲洪积膨胀土，土体

0．04
餐o．03
0．02

400”a

2∞”a
 
呈灰白色，其物理性质指标见表1。
衰1土的物理性质指标
Table 1  Physical characteristics index for soils

O．0l

0
50”a
12．5 kPa

2 5【)o     5000  7 500   10000
时{hJ／rain
b)∞=15．3％，预压600kPa
圈l   ∞=15．3％时．应变与时间曲线 Fig．1 Curves of strain versus time when water content is 15．3％
 
试验在18台WG型单杠杆轻便固结仪上进行，人 工采集试验数据。
1．2    分级加载试验方案
试验采取分级加载，加载序列加荷比(3，含水率 为15．3％、19．7％、22．5％，作用时间为7 d一级，当试 验土样压缩蠕变数据连续10  d每天变形量小于0．01 mail 时视为稳定。
1．3    考虑预压荷载的压缩蠕变试验方案
0．07

O．06

O．05
鬟蝴
O．03

O．02

0．0l

0

800kPa

400 kPa

200”a

50 kPa
12．5kPa
2 500   5 000  7 500    10 000
时间／min
 
试验时对土样先预压210  rain，然后卸载回弹24  h
后再进行分级加载。
1．4   不同密实度的试验方案 在相同加载序列加荷比情况下，对同一含水率
(∞=15．3％)下不同密实度的土样进行对比试验。

2   成果分析

2．1    不同含水率下分级加载试验和预压 对不同含水率的土样进行分级加载试验和预压
600 kPa分级加载试验，得到如图1、2、3所示的试验 结果。
0

O O
0

圈2  ∞=19．7％时．应变与时间曲线 Fig．2 Curves of strain versus time when water content is  19．7％

{争c
馏

时IbJ／min
a)∞=22．5％，无预压

O
{争c
毯  O

O
0
 

O
∞鸺卵∞：兮∞∞窨}叭0

2 500   5000   7 500   10000
时I'aJ／min

a)∞=15．3％，无预压

时fill／rain b)∞=22．5％，预压600kPa 圉3∞=22．5％时．应变与时间曲线
Fig．3   Curves of strain versus time when
water content is 22．5％
从图l、2、3可以得出：
1)在∞=15．3％和∞=19．7％，且小应力仃=12．5 kPa 时，土体的应变与时间之间主要呈现直线关系，土的压 缩主要以线性变形为主；而在较大应力叮=50-200    kPa 时，应变与时间之间呈衰减曲线，曲线拟合为对数形
式；在更大应力仃--400—800 kPa时，应变速率先逐渐减 小，后来又出现增大，最后又趋于稳定。在∞=22．5％， 小应力盯=12．5 kPa时，土体的应变与时间之间呈直线 关系，土的压缩主要以线性变形为主；在较大应力 盯=50 kPa、200 kPa、400 kPa、800 kPa时，应变与时间 之间呈衰减曲线，曲线拟合为对数形式。
2)笔者通过对无预压和预压为600   kPa时土体的应 变与时间关系曲线研究发现，在较大应力(盯=50    kPa、
200 kPa)时曲线拟合表达式为：8=A。ln件E。式中A，和 B；均为回归系数，且有较高的拟合度，其取值见表2。

表2  不同含水率情况下土体应变与时间拟合关系曲线 Table 2  Fitting results for curves of strain versus time under the difierent situationwith water contents
4)在预压600 kPa的条件下，当含水率分别为
∞=15．3％、19．7％和22．5％时，对应的应变分别为
0．055、0．655和0．132，由此可以看出土样含水率越大， 压缩稳定后的变形愈大。通过预压使土体中孔隙水排 出，孔隙体积变小，土样压密，这样提高了土样承载 力和稳定性，减小了土体的压缩性。因此．对土样进 行预压处理，对消除工后沉降是有利的。在∞=19．7％ 时效果最明显，可减少45．4％。
2．2    不同密实度下蠕变曲线对比分析 对同一加荷比=1，同～含水率∞=15．3％下不同密
实度(分别为85％，90％，95％)的土样进行对比试 验，试验结果见图4。

O．12