天然土的流变性是引起土渐进变形的另一个主要原因。土的流变性是指土的强度和变形随应力和时间的变化规律,包括应变速率效应、蠕变、松弛、长期强度和流动等。在正常固结的土中,固结和流变是土变形的主要原因。Leroueil等[119](1985)以及Leroueil(2006)[120]研究表明,天然土的先期固结压力随黏塑性应变速率增加而提高。Leroueil等(1985)[119]以及Leroueil和Marques(1996)[121]从大多数无机黏土的实验中发现大约有7%～12%(对数坐标轴下)的增长率。先期固结压力和黏塑性应变速率的双对数曲线的斜率大约是0.03～0.05。Mesri等(1995)[122]的研究也给出类似的结果。
土的流变性对天然土及土工建筑物影响最大的是蠕变变形和应力松弛,这一特征或者表现为应力不变、应变增加(如土坡工程等),或者表现为应变不变、应力降低(如挡土工程等)。应变速率效应对天然土的强度特别是残余强度的影响可能也会影响天然土渐进变形破坏的过程。许多研究者例如Leroueil等(1985)[119]、Kabbaj等(1986)[123]、Yin和Graham(1994)[124]、Leroueil(1996)[125]、Leroueil和Marques(1996)[121]以及Kim和Leroueil(2001)[126]、Zhou(2005)[127～128]都指出:由于黏滞效应,较高的应变速率往往对应于同一应变下的较大的有效应力。随着时间的推移,变形的发展会伴随着应变速率的递减。Leroueil(1996)[125]研究还发现,由于现场的应变速率一般都会小于实验室中仪器的加载速率,以有效应力表示的现场一维压缩曲线往往位于室内压缩曲线的下方。在许多工程中人们发现,在有效应力超过先期固结压力之后,有效应力会变为随着时间减小,而超静孔隙水压力却变为不是消散而是增加。Zhou和Yin(2004)[129]认为这是黏滞性的作用结果。Crawford(1986)[130]认为还可能是微结构破坏造成的。(www.xing528.com)
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