非饱和土一维热固结理论研究

为研究温度变化对非饱和土一维固结的影响，本文建立了非等温状态下的非饱和土固结模型，并且给出了半解析解。首先，结合Dakshanamurthy等提出的非饱和土一维热固结方程与Aldrich建立的一维热传导方程，建立了更完善的非饱和土一维热固结问题的控制方程。其次，采用Laplace变换与Laplace逆变换等方法，得到了非等温条件下超孔隙气压力、超孔隙水压力及土层沉降的半解析解。另外，将得到的解分别退化为非饱和土一维等温固结情况及饱和土一维热固结情况，与现有文献结果对比，证明了本研究的可靠性。最后采用算例分析了不同热扩散系数和温度对非饱和土地基固结的影响。结果表明：热扩散系数与温度在一定范围内的变化会对非饱和土固结的速度产生显著的影响，且热扩散系数的增大会增加固结速率，温度的升高会减小最终沉降量。