飽和孔隙-裂隙黏土雙層地基的一維固結(jié)分析

我國城市地下空間大規(guī)模開發(fā)產(chǎn)生了大量的工程渣土，據(jù)統(tǒng)計(jì)我國工程渣土年產(chǎn)生量約為20億噸.傳統(tǒng)的填埋處理方法不但占用大量土地，還會(huì)帶來環(huán)境污染和安全風(fēng)險(xiǎn)，如2015年12月深圳光明新區(qū)紅坳渣土受納場(chǎng)發(fā)生滑坡，直接導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失8.81億元.資源化利用工程渣土已經(jīng)成為當(dāng)前巖土工程一個(gè)亟需解決的熱點(diǎn)問題.其中把成分穩(wěn)定、工程特性好的塊狀土充當(dāng)填筑材料，填埋城市洼地或圍墾海濱灘涂修筑人工陸地，用于城市建筑和基礎(chǔ)設(shè)施的地基，是國內(nèi)外工程渣土資源化利用行之有效的一種途徑.

以往對(duì)回填土地基的固結(jié)分析大多采用單重孔隙介質(zhì)理論.然而，工程渣土通常為塊狀黏土，土工試驗(yàn)及現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)資料表明它具有明顯雙峰孔隙結(jié)構(gòu)，因此國外流行采用雙重孔隙介質(zhì)理論來研究飽和塊狀黏土地基的固結(jié)特性.同時(shí)壓汞和電鏡掃描試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，壓實(shí)黏土和部分原狀黏土的孔隙孔徑也呈雙峰分布，因此雙重孔隙介質(zhì)模型也用于孔隙孔徑呈雙峰分布的飽和壓實(shí)黏土和原狀黏土的滲流和固結(jié)分析.為區(qū)分雙孔結(jié)構(gòu)中兩種不同尺寸的孔隙，巖土學(xué)者形象地把塊狀黏土內(nèi)和原狀黏土集聚體內(nèi)的小孔隙稱為孔隙，把塊間和集聚體間的大孔隙稱為裂隙，將該類雙重孔隙黏土稱為孔隙-裂隙黏土.Yang等將新加坡填海造陸地區(qū)的填海塊狀黏土視為飽和孔隙-裂隙黏土，給出了回填土地基一維線彈性固結(jié)的解析解，并分析了裂隙和孔隙滲透系數(shù)對(duì)固結(jié)過程的影響.Khalili等假定飽和孔隙-裂隙黏土為線彈性均質(zhì)材料，根據(jù)彈性力學(xué)互易定理推導(dǎo)了飽和孔隙-裂隙黏土的本構(gòu)模型，并數(shù)值計(jì)算了此類黏土地基在均布荷載作用下的固結(jié)沉降規(guī)律.Ghafouri等假定飽和孔隙-裂隙黏土為各向異性線彈性材料，利用有限元法分析了飽和孔隙-裂隙黏土地基的一維固結(jié)特性.Callari等分析了邊界條件對(duì)飽和孔隙-裂隙黏土固結(jié)特性的影響，并將計(jì)算數(shù)據(jù)與試驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比，結(jié)果表明在計(jì)算過程中必須考慮孔隙孔壓和裂隙孔壓的耦合作用，否則理論預(yù)測(cè)結(jié)果與試驗(yàn)數(shù)據(jù)相差較大.現(xiàn)有研究針對(duì)的僅是單層的飽和孔隙-裂隙黏土地基，而在實(shí)際工程中填料往往填筑在原狀地基之上，具有典型的雙層分布形式.但目前針對(duì)雙重孔隙介質(zhì)雙層地基固結(jié)特性的研究成果卻未見有文獻(xiàn)報(bào)道.

本文首先借鑒Khalili等的研究思路，將雙孔結(jié)構(gòu)的飽和黏土視為飽和孔隙-裂隙介質(zhì).其次在一維完全側(cè)限小應(yīng)變條件下，根據(jù)混合物理論，推導(dǎo)了飽和孔隙-裂隙介質(zhì)的固相、裂隙和孔隙流相本構(gòu)方程和一維豎向固結(jié)方程.然后，采用Fortran語言編制了相應(yīng)的有限元計(jì)算程序，通過把雙層地基退化為單層地基并與Khalili等單層地基的研究成果相比較，驗(yàn)證了本文程序的正確性.最后，利用有限元計(jì)算程序分析了土層壓縮模量、裂隙與孔隙的滲透系數(shù)和土層厚度對(duì)飽和孔隙-裂隙黏土雙層地基一維固結(jié)特性的影響.

1 飽和孔隙-裂隙介質(zhì)各組分體積分?jǐn)?shù)

壓汞試驗(yàn)和電鏡掃描圖像表明，雙孔結(jié)構(gòu)的飽和黏土中集聚體間的裂隙孔徑比集聚體內(nèi)的孔隙孔徑大2個(gè)左右的數(shù)量級(jí)，此類黏土的孔隙孔徑分布呈現(xiàn)明顯的雙峰特性.根據(jù)這一特性，本文借鑒Khalili等的學(xué)術(shù)觀點(diǎn)，將此類黏土視為由裂隙網(wǎng)絡(luò)和被裂隙包裹的含孔隙塊體所組成的孔隙-裂隙介質(zhì).根據(jù)混合物理論，飽和孔隙-裂隙介質(zhì)是由固相、裂隙流相與孔隙流相組成的混合物.令∈{S, F, P}為組分指征變量，其中固相為S，裂隙流相為F，孔隙流相為P.令為各組分體積，為飽和孔隙-裂隙介質(zhì)混合物的總體積，有=++在飽和孔隙-裂隙介質(zhì)混合物中，定義第組分的體積分?jǐn)?shù)為第組分所占有的體積與總體積之比，即=，令為第組分的平均密度，為其基質(zhì)密度，根據(jù)混合物理論，有=根據(jù)體積分?jǐn)?shù)的定義：

象鼩(qú)，又名跳鼩，是原產(chǎn)于非洲的小型哺乳動(dòng)物。之所以被稱為象鼩，是因?yàn)樗鼈兊拈L鼻子讓人聯(lián)想到大象，而它們的身形樣貌又和鼩鼱類似。不過，科學(xué)家經(jīng)過分析得出，象鼩和鼩鼱是兩類不同的動(dòng)物，而小小的象鼩與大象的親緣關(guān)系反而更近。

++=++=1

(1)

為加以區(qū)分，本文把僅含有孔隙或裂隙的多孔介質(zhì)統(tǒng)稱為單重孔隙介質(zhì)，其中把固相與孔隙流相單獨(dú)組成的飽和單重孔隙介質(zhì)稱為飽和孔隙介質(zhì)，如圖1(a)所示.用SP表示飽和孔隙介質(zhì)整體，其體積為=+，在整個(gè)飽和孔隙-裂隙介質(zhì)中所占的體積分?jǐn)?shù)為/=+=.把飽和孔隙介質(zhì)整體作為基質(zhì)與裂隙流相組成的飽和單重孔隙介質(zhì)稱為飽和裂隙介質(zhì)，如圖1(b)所示.值得注意的是，在考慮飽和裂隙介質(zhì)時(shí)，飽和孔隙介質(zhì)(包括固相和孔隙流相)視為一個(gè)物體整個(gè)作為飽和裂隙介質(zhì)的基質(zhì)，此時(shí)只有裂隙被視為孔隙.本文所采用的嵌套思路就是在飽和裂隙介質(zhì)的基質(zhì)中嵌入飽和孔隙介質(zhì)，以此形成了飽和孔隙-裂隙介質(zhì)，如圖1(c)所示.

有灰色底紋的部分代表了當(dāng)前連接的數(shù)據(jù)庫名稱、角色名、密碼，在項(xiàng)目里添加好之前寫好的連接數(shù)據(jù)庫的工具類文件就可以連接數(shù)據(jù)庫了[5]。

從圖5(b)中可看出，增大孔隙-裂隙黏土的壓縮模量，會(huì)加快裂隙和孔隙超孔壓的消散速率.在地基的固結(jié)過程中，裂隙和孔隙超孔壓的消散規(guī)律有較大差異，首先孔隙超孔壓的消散會(huì)滯后于裂隙超孔壓，這與文獻(xiàn)[4]和[5]的實(shí)驗(yàn)結(jié)論一致.其次，以超孔壓消散曲線具體分析，裂隙和孔隙超孔壓的消散可分為3個(gè)階段.在固結(jié)初期，地基中裂隙超孔壓迅速消散，而孔隙超孔壓不僅沒有消散還稍稍升高，這是因?yàn)榭紫兜臐B透系數(shù)比裂隙滲透系數(shù)小幾個(gè)數(shù)量級(jí)，在固結(jié)初期孔隙超孔壓還來不及消散，裂隙水形成優(yōu)勢(shì)滲流，裂隙超孔壓迅速減少，這導(dǎo)致荷載越來越多的由黏土塊(集聚體)承擔(dān)，因此出現(xiàn)孔隙超孔壓略微升高的現(xiàn)象，此時(shí)地基的固結(jié)沉降主要由裂隙變形控制.在固結(jié)中期，裂隙超孔壓的消散速率減慢，而孔隙超孔壓的消散速率迅速增加，這是由于隨著裂隙超孔壓的減小，孔隙超孔壓與裂隙超孔壓的壓力差迅速增大，導(dǎo)致孔隙中的水迅速向裂隙中流動(dòng)，進(jìn)而使得孔隙超孔壓迅速消散，此時(shí)地基的固結(jié)沉降主要由孔隙變形控制.在固結(jié)后期，飽和孔隙-裂隙黏土雙層地基中裂隙和孔隙超孔壓消散速率幾乎相同，此時(shí)固結(jié)基本完成.

(+)=(+)=

(2)

然后對(duì)飽和裂隙介質(zhì)進(jìn)行分析，根據(jù)體積分?jǐn)?shù)的定義：

(+)=+=1

(3)

2 一維完全側(cè)限小應(yīng)變條件下的各組分應(yīng)變分解

為減少重復(fù)性語言和便于讀者閱讀，在本文中上下標(biāo)帶有0的字符均指該力學(xué)量的初始值，如為固相初始平均密度.令、和分別為固相、裂隙流相和孔隙流相的組分位移，在一維完全側(cè)限條件下，只存在豎向位移S、F及P，水平向位移均為0，故水平向應(yīng)變均為0，只存在固相豎向應(yīng)變S、裂隙流相應(yīng)變F及孔隙流相應(yīng)變P本文在一維完全側(cè)限小應(yīng)變條件下對(duì)S、F及P進(jìn)行分解，以期從功共軛的角度來分析本構(gòu)建模所需的應(yīng)變和應(yīng)力狀態(tài)變量.

2.1 固相豎向應(yīng)變分解

(4)

ln()

(5)

(6)

(7)

圖1標(biāo)出了渦輪盤的3處危險(xiǎn)點(diǎn)，表2為螺栓孔處、輪緣與幅板連接處、葉片葉根處安全系數(shù)和儲(chǔ)備系數(shù)計(jì)算值，3處危險(xiǎn)點(diǎn)的儲(chǔ)備系數(shù)都>1，可以滿足強(qiáng)度要求。其中，螺栓孔處的應(yīng)力值最大，計(jì)算出的極限儲(chǔ)備系數(shù)最低，后續(xù)進(jìn)行渦輪盤的疲勞壽命預(yù)測(cè)以及渦輪盤低循環(huán)疲勞試驗(yàn)時(shí)，都把螺栓孔作為考核點(diǎn)，選取此處的應(yīng)力值、應(yīng)變值及此處溫度下相應(yīng)的材料參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和分析。

S=H+D+?S

(8)

由式(8)可知，S可以分解為H、D及?S之和圖2所示為S分解為H、D和?S之和的變形機(jī)制示意圖，圖中=(1+)

同理，讀取邊坡的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)，分別計(jì)算各個(gè)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)屬于各個(gè)穩(wěn)定性等級(jí)的確定度，并乘以相應(yīng)的指標(biāo)權(quán)重得到其隸屬度。將上述各隸屬度分別相加，得到各評(píng)價(jià)指標(biāo)在某一穩(wěn)定性等級(jí)的隸屬度之和。根據(jù)最大隸屬度原則，各指標(biāo)隸屬度之和最大值所在的級(jí)別即可判定為該邊坡的穩(wěn)定性等級(jí)。

2.2 裂隙和孔隙流相應(yīng)變分解

(9)

(10)

式中：F和P為流體質(zhì)量交換項(xiàng)，滿足F+P=0利用初始時(shí)刻=、F=0、=和P=0，可求解式(9)和(10)微分方程，然后分別把=、=、=和=代入，可得：

F=ln()+ln()-

(11)

P=ln()+ln()-

(12)

裂隙和孔隙流相的固結(jié)控制方程可以利用達(dá)西定理、F和P來推得.裂隙和孔隙流相達(dá)西定理為

(13)

(14)

令裂隙流相基質(zhì)應(yīng)變?yōu)?F=ln(/)，孔隙流相基質(zhì)應(yīng)變?yōu)?P=ln(/).令為質(zhì)量交換所引起的豎向變形項(xiàng)，利用F+P=0和Zhang等的假定≈，有：

(15)

把式(13)、?F和式(15)代入式(11)，把式(14)、?P和式(15)代入式(12)，并利用小應(yīng)變情況下≈和≈，則有：

F=-H+?F-

(16)

P=H-D+?P+

(17)

在實(shí)際工程中，巖土學(xué)者們比較關(guān)心的是流相相對(duì)固相骨架的流出或流入量.在一維完全側(cè)限小應(yīng)變條件下，只存在豎向應(yīng)變S、F及P，定義裂隙流相豎向滲入量為F=(F-S)，孔隙流相豎向滲入量為P=(P-S)，利用式(8)及式(16)～(17)，則有：

F=-H-D-?S+?F-

(18)

P=-D-?S+?P+

(19)

3 內(nèi)能方程及本構(gòu)方程的推導(dǎo)

3.1 內(nèi)能方程的推導(dǎo)

在一維完全側(cè)限小應(yīng)變條件下，令為飽和孔隙-裂隙介質(zhì)混合物的豎向總應(yīng)力，為第組分的豎向應(yīng)力，根據(jù)混合物理論有：=S+F+P各組分豎向應(yīng)力與各組分基質(zhì)豎向應(yīng)力的關(guān)系分別為S=S，F=和P=，故有：

=S++

(20)

式中：S為固相基質(zhì)豎向應(yīng)力；為裂隙孔壓；為孔隙孔壓若單獨(dú)考慮飽和孔隙介質(zhì)這一混合物，它由固相與孔隙流相組成，則飽和孔隙介質(zhì)的豎向應(yīng)力等于固相和孔隙流相豎向應(yīng)力之和，即SP=S+P將飽和孔隙介質(zhì)視為單獨(dú)混合物時(shí)，其整體豎向總應(yīng)力滿足r=SP，將r、S及代入SP=S+P有：

(21)

現(xiàn)從功共軛角度來推導(dǎo)內(nèi)能方程.由于不考慮溫度場(chǎng)，故可忽略熱流項(xiàng)和熱源項(xiàng)，根據(jù)混合物理論，在一維完全側(cè)限小應(yīng)變條件下，飽和孔隙-裂隙介質(zhì)混合物的能量平衡方程為

(22)

二是物理科學(xué)。物理科學(xué)作為基礎(chǔ)型學(xué)科，在電氣自動(dòng)化的成長過程中發(fā)揮了巨大的推動(dòng)作用。固體電子學(xué)的發(fā)展，推動(dòng)了三極管的發(fā)明與大規(guī)模集成電路的制造，促進(jìn)了電氣自動(dòng)化的發(fā)展。在今后，物理科學(xué)仍然是影響電氣自動(dòng)化發(fā)展的的關(guān)鍵。

(23)

3.2 本構(gòu)方程的推導(dǎo)

令固相、裂隙及孔隙流相具有相同的溫度，熵為，飽和孔隙-裂隙介質(zhì)混合物的內(nèi)能可表示為(,H,D, ?)(∈{S, F, P})，對(duì)求全微分后代入式(23)，再根據(jù)狀態(tài)變量可自由變化得：

(24)

(25)

引入Helmhotlz自由能(,H,D, ?)，其與內(nèi)能之間的關(guān)系為=-，代入式(24)得：

(26)

在一維完全側(cè)限小應(yīng)變條件下，初始平衡態(tài)時(shí)，飽和孔隙-裂隙介質(zhì)狀態(tài)為(,H,D, ?)= (, 0, 0, 0)忽略溫度影響，則經(jīng)過微小擾動(dòng)后，飽和孔隙-裂隙介質(zhì)的狀態(tài)為(,H,D, ?)在本構(gòu)研究中，為工程簡化實(shí)用，通常假定混合物的自由能滿足能量獨(dú)立原理，即決定自由能的各狀態(tài)變量(本文為固相裂隙骨架豎向應(yīng)變、孔隙骨架豎向應(yīng)變、固相基質(zhì)豎向應(yīng)變、裂隙流相基質(zhì)應(yīng)變和孔隙流相基質(zhì)應(yīng)變)所引起的自由能相互獨(dú)立.注意到在小應(yīng)變線彈性情況下，Helmhotlz自由能是應(yīng)變的二次多項(xiàng)式，故有：

(27)

式中：、及為模型的彈性系數(shù).將式(27)代入到式(26)中，并經(jīng)適當(dāng)變換可得：

(28)

式中：、=、=及R=0分別為在一維完全側(cè)限條件下裂隙骨架、孔隙骨架、固相基質(zhì)、裂隙及孔隙流相基質(zhì)的壓縮模量將式(28)求得的H、D及?S代入式(8)得：

(29)

“互聯(lián)網(wǎng)+”與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的結(jié)合，使傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)產(chǎn)生顛覆性變化，互聯(lián)網(wǎng)金融、互聯(lián)網(wǎng)醫(yī)療等一大批新型的“互聯(lián)網(wǎng)+傳統(tǒng)行業(yè)”正如火如荼地發(fā)展，其新興業(yè)態(tài)出現(xiàn)“1+1＞2”的作用，可見“互聯(lián)網(wǎng)+”與傳統(tǒng)養(yǎng)老行業(yè)相結(jié)合也勢(shì)必存在巨大的潛力和發(fā)展空間。針對(duì)“互聯(lián)網(wǎng)+養(yǎng)老”模式的優(yōu)勢(shì)進(jìn)行分析，主要表現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：

(30)

S=[-(1-)-

(-)]

(31)

式中：為重力.對(duì)式(31)求逆，并利用=1-/及=/-/得：

F=--S-

(32)

P=-+-S+

(33)

式中：=1-；=-；=(1-1)+(1-)(1-1)；==(-)(1-1)；=(1-1)+(1--)(1-1)

4 豎向固結(jié)方程及其有限元格式

4.1 豎向固結(jié)方程

在一維完全側(cè)限小應(yīng)變條件下，飽和孔隙-裂隙介質(zhì)的固相豎向應(yīng)力平衡方程為

??-=0

(34)

=S++

(35)

將式(35)和應(yīng)變與位移的關(guān)系S=-?S?代入式(34)，則固相豎向應(yīng)力平衡方程為

(?S?)-

??-??+=0

(36)

式中：為時(shí)間.利用式(2)、(3)及式(6)～(7)和在小應(yīng)變情況下可略去高階無窮小的近似關(guān)系，則式(11)和(12)的等式右側(cè)第1項(xiàng)可分別表示為

(37)

(38)

(39)

(40)

(41)

4.2 有限元格式

(42)

(43)

(44)

..時(shí)間域離散 式(43)及(44)含有位移和孔壓對(duì)時(shí)間的微分項(xiàng)，需要對(duì)時(shí)間離散.利用法，可以得到：

(45)

5 數(shù)值分析

5.1 對(duì)比與驗(yàn)證

在進(jìn)行對(duì)比前，借鑒Khalili等的定義，引入無量綱參數(shù)，時(shí)間因子=(F+P)()考慮到在計(jì)算過程中每個(gè)節(jié)點(diǎn)上存在裂隙孔壓和孔隙孔壓兩個(gè)孔隙水壓力，很難以孔壓去定義地基的平均固結(jié)度，因此本文只給出以沉降定義的平均固結(jié)度，在時(shí)刻，整個(gè)地基的平均固結(jié)度為

家校共建，用技術(shù)手段促進(jìn)家長和學(xué)生的溝通交流，保持學(xué)校與家庭的實(shí)時(shí)溝通，將家庭和學(xué)校教育結(jié)合，促進(jìn)學(xué)生發(fā)展。

現(xiàn)代媒體的特征是媒體融合、時(shí)空交疊。技術(shù)發(fā)展帶來的便利使人們每天使用大量的媒體并經(jīng)常在各個(gè)媒體之間無縫切換，它不但改變了人們的生活節(jié)奏、生活方式、學(xué)習(xí)方式、休閑方式，也改變了人們的閱讀方式。比如說豆瓣上讀書小組就有一千多個(gè)，有些小組成員甚至超過100萬，豆瓣同城也幾乎每天都有與讀書有關(guān)的活動(dòng)。2015年僅成都市豆瓣同城的線下讀書活動(dòng)就有一千多次。同時(shí)，2014年第十二次全國國民閱讀調(diào)查顯示，“中國國民總閱讀量上升，一個(gè)線上與線下結(jié)合的新閱讀方式正在形成”。2017年第十五次全國國民閱讀調(diào)查再次顯示，“紙質(zhì)閱讀和數(shù)字閱讀同步增長……”。這種樂觀的現(xiàn)實(shí)與圖書館界的悲觀情緒有較大反差。

=S(0,)S(0, ∞)=

(46)

5.2 飽和孔隙-裂隙黏土雙層地基的一維固結(jié)參數(shù)分析

..壓縮模量的影響 此小節(jié)來討論土層壓縮模量和對(duì)地基固結(jié)性狀的影響，壓縮模量如表2所示，其余參數(shù)同表1.Case 1～ Case 3保持上土層壓縮模量不變，改變下土層壓縮模量；Case 3～ Case 5保持下土層壓縮模量不變，改變上土層壓縮模量.

圖5所示為不同壓縮模量的地基固結(jié)度及裂隙和孔隙超孔壓變化圖.對(duì)比圖5(a)中Case 1、Case 2及Case 3可看出，增大下層土壓縮模量，地基的前期固結(jié)速率稍微加快，中后期固結(jié)曲線基本重合，固結(jié)完成時(shí)間基本不變.對(duì)比圖5(a)中Case 3、Case 4和Case 5可以看出，增大上層土壓縮模量，地基的固結(jié)速率明顯加快，固結(jié)完成時(shí)間顯著縮短.這說明針對(duì)飽和孔隙-裂隙黏土雙層地基，若遇到上軟下硬的初始情況，此時(shí)，增大上層孔隙-裂隙黏土壓縮模量可更好地改善飽和孔隙-裂隙黏土雙層地基的固結(jié)性狀.

從世界范圍看，城市基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目投資的特點(diǎn)是投資量大、回收時(shí)間長，只有通過收費(fèi)、享受政策優(yōu)惠或得到政府補(bǔ)貼才能彌補(bǔ)經(jīng)營虧損。引進(jìn)社會(huì)資本是解決政府一次性投入不足的辦法，但前提一是要有完善的基礎(chǔ)設(shè)施投資、建設(shè)、運(yùn)營的市場(chǎng)化環(huán)境，二是創(chuàng)新融資方式和金融工具使社會(huì)資本大規(guī)模進(jìn)入。資本的本性決定了只有能產(chǎn)生收益的項(xiàng)目才能成為其追逐的對(duì)象，政府在一定范圍內(nèi)通過價(jià)格調(diào)整減少乃至消除投資帶來的虧損，是投資建設(shè)必要的前提。因此，垃圾處理的市場(chǎng)化基礎(chǔ)是建立收費(fèi)制度，同時(shí)政府有足夠的經(jīng)濟(jì)能力。德國是世界上實(shí)施垃圾收費(fèi)制度最有效的國家之一，垃圾處理價(jià)格機(jī)制非常完善，使垃圾處理設(shè)施的建設(shè)投資和運(yùn)營費(fèi)用有了可靠保證。

令飽和孔隙介質(zhì)的壓縮模量和飽和孔隙-裂隙介質(zhì)整體的壓縮模量為

式中：H、D分別為裂隙骨架豎向應(yīng)變及孔隙骨架豎向應(yīng)變由式(6)可知，H與裂隙比直接相關(guān)，因此本文把H稱為裂隙骨架豎向應(yīng)變同理，D與孔隙比也直接相關(guān)，故把D稱為孔隙骨架豎向應(yīng)變同時(shí)，令固相基質(zhì)豎向應(yīng)變?S=ln()把式(6)～(7)和?S代入式(5)得：

對(duì)鹽敏感型、鹽耐受型水稻中表達(dá)活性上調(diào)或下調(diào)方向一致的轉(zhuǎn)錄因子進(jìn)行研究，結(jié)果表明，有1個(gè)轉(zhuǎn)錄因子為表達(dá)方向一致的重疊轉(zhuǎn)錄因子，這個(gè)轉(zhuǎn)錄因子屬于HSF。這個(gè)重疊轉(zhuǎn)錄因子應(yīng)與水稻品種在鹽脅迫下的基礎(chǔ)生命活動(dòng)調(diào)控相關(guān)，是水稻對(duì)鹽脅迫的最基礎(chǔ)表現(xiàn)。

..裂隙和孔隙滲透系數(shù)的影響 此小節(jié)來探究滲透系數(shù)F和P對(duì)地基固結(jié)性狀的影響，滲透系數(shù)如表3所示，其余參數(shù)同表1.Case 1～ Case 3保持下土層滲透系數(shù)不變，改變上土層滲透系數(shù)，其中Case1與Case 2～ Case 3的裂隙和孔隙滲透系數(shù)比值不同；Case 3～ Case 5保持上土層滲透系數(shù)不變，改變下土層滲透系數(shù)，其中Case 5與Case 3～Case 4的裂隙和孔隙滲透系數(shù)比值不同.

圖式最初由康德提出，他把圖式看作是“潛藏在人心靈深處”的一種技術(shù)、技巧。而皮亞杰認(rèn)為，圖式是有組織、可重復(fù)的行為模式或心理結(jié)構(gòu)，是一種動(dòng)態(tài)可變的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。作為教師實(shí)踐性知識(shí)表征的圖式兼具康德與皮亞杰所指圖式的特點(diǎn)，其既是一種動(dòng)態(tài)可變、有組織的行為模式或心理結(jié)構(gòu)，又是一種帶有個(gè)性化的經(jīng)驗(yàn)組織的技術(shù)。職校教師實(shí)踐性知識(shí)的圖式類表征包括意象、隱喻、行動(dòng)規(guī)則和實(shí)踐原則四部分。

圖6所示為不同滲透系數(shù)下固結(jié)度的變化圖，可以看出，隨著上下土層滲透系數(shù)的增大，地基固結(jié)速率加快，但上下土層滲透系數(shù)的變化對(duì)固結(jié)速率的影響有所不同.從圖6中Case 1、Case 2及Case 3可看出，增大上層土滲透系數(shù)F1和P1，地基的固結(jié)速率在前、中、后期都明顯加快.從圖6中Case 3、Case 4及Case 5可看出，增大下層土滲透系數(shù)F2和P2，地基的前期固結(jié)速率無明顯變化，中后期固結(jié)速率加快，但相較于增大同樣倍數(shù)上土層滲透系數(shù)的情況來說，其最終固結(jié)時(shí)間縮短的程度較小.這表明對(duì)于單面排水的飽和孔隙-裂隙黏土雙層地基，前期固結(jié)速率主要由靠近排水界面的上層土滲透系數(shù)F1和P1控制增大F1和P1可以更加顯著地加快整體固結(jié)速率和縮短固結(jié)完成時(shí)間.

圖7所示為不同滲透系數(shù)的地基底部裂隙和孔隙超孔壓消散圖.從圖7(a) Case 2和Case 3可看出，隨著上層土滲透系數(shù)F1和P1增大，裂隙和孔隙超孔壓的消散速率均加快，而且隨著上土層滲透系數(shù)F1與P1增大，地基底部裂隙和孔隙超孔壓消散規(guī)律差異也增大.從圖7(a) Case 1和Case 2可看出，增大F1，地基底部裂隙和孔隙超孔壓消散速率均會(huì)加快隨著F1P1的增大，地基底部裂隙和孔隙超孔壓消散規(guī)律的差異也增大原因是模型為單面排水，當(dāng)F1和P1增大時(shí)，下土層裂隙中的流體更易從上頂面流出，導(dǎo)致下土層孔隙中的流體來不及向裂隙中補(bǔ)充，此時(shí)下層土裂隙和孔隙流體較難達(dá)到平衡，出現(xiàn)兩者超孔壓消散規(guī)律差異較大的現(xiàn)象.從圖7(b)的Case 3和Case 4可看出，隨著下層土滲透系數(shù)F2和P2增大，地基底部裂隙和孔隙超孔壓的消散速率均加快，其中孔隙超孔壓加快的幅度大于裂隙超孔壓，兩者之間消散規(guī)律的差異減小.因?yàn)楸疚目紤]了裂隙和孔隙流體之間的相互流動(dòng)，而裂隙和孔隙流體之間的相互流動(dòng)速率主要取決于P而不是F，故P增大會(huì)使得相互流動(dòng)速率加快，導(dǎo)致孔隙中的流體更快流入裂隙中，使得裂隙和孔隙超孔壓消散規(guī)律差異減小.從圖7(b) Case 4和Case 5可看出，增大F2不僅會(huì)加快裂隙超孔壓消散速率，也會(huì)加快孔隙超孔壓消散速率，同時(shí)增大F2P2，裂隙和孔隙超孔壓消散規(guī)律的差異會(huì)增大.

通過建立螞蟻模型及ATA交互學(xué)習(xí)思維習(xí)得仿生觀察下的螞蟻覓食行為，此觸角及時(shí)迅速的信息傳遞方式表現(xiàn)了自然界中昆蟲的信息反饋方式．鑒于此，與人類學(xué)習(xí)過程中反饋式學(xué)習(xí)進(jìn)行比較并獲得啟發(fā)，根據(jù)若干反饋過程情況中所出現(xiàn)的意外情形中的應(yīng)對(duì)和措施，利用信息熵評(píng)價(jià)方法完成對(duì)每一次學(xué)習(xí)過程的有效分析，以求為后續(xù)更多具有相似學(xué)習(xí)情境的人員完成對(duì)自身學(xué)習(xí)的評(píng)價(jià)和提升．

..土層厚度的影響 此小節(jié)來探究土層厚度對(duì)地基固結(jié)性狀的響.圖8所示為不同土層厚度下固結(jié)度、裂隙及孔隙超孔壓圖，從圖8(a)可看出，減小上層土的厚度，地基的固結(jié)完成時(shí)間縮短.這是由于上土層的壓縮模量較小，固結(jié)速率較慢，因此減小，會(huì)使地基固結(jié)越快，這一結(jié)論與雷華陽等的試驗(yàn)結(jié)果相吻合.從圖8(b)也可看出，減小上層土厚度，地基底部的裂隙和孔隙超孔壓消散速率加快，固結(jié)速率加快，而且隨著的減小，地基底部裂隙和孔隙超孔壓消散規(guī)律差異逐漸增大.

6 結(jié)論

本文基于混合物理論，推導(dǎo)了飽和孔隙-裂隙介質(zhì)的本構(gòu)方程和一維豎向固結(jié)方程.然后采用Fortran語言編制了一套飽和孔隙-裂隙黏土一維固結(jié)的有限元計(jì)算程序，并與Khalili等的單層地基研究成果對(duì)比，兩者的計(jì)算結(jié)果一致.最后，針對(duì)飽和孔隙-裂隙黏土雙層地基，分析了影響其固結(jié)特性的因素，得到以下結(jié)論：

(1) 在飽和孔隙-裂隙黏土雙層地基固結(jié)的過程中，裂隙和孔隙超孔壓的消散規(guī)律差異較大，孔隙超孔壓的消散將滯后于裂隙超孔壓.增大上層孔隙-裂隙黏土滲透系數(shù)F1和P1，底部的裂隙和孔隙超孔壓消散規(guī)律的差異將會(huì)增大.增大FP，底部裂隙和孔隙超孔壓消散規(guī)律的差異也會(huì)增大.

(2) 增大壓縮模量與和滲透系數(shù)F與P，地基的固結(jié)速率加快.其中增大上層較軟土的壓縮模量或滲透系數(shù)可使得地基的整體固結(jié)速率增速更為明顯.增大下層土的滲透系數(shù)，對(duì)地基的初期固結(jié)速率幾乎沒有影響.

(3) 保持飽和孔隙-裂隙黏土雙層地基的總厚度不變，減小上層較軟孔隙-裂隙黏土的厚度，地基的固結(jié)速率加快，裂隙和孔隙超孔壓消散速率加快.隨著減小，地基底部裂隙和孔隙超孔壓消散規(guī)律的差異逐漸增大.