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随着城市化进程的加快,在山地城市建设中经常需要开山填筑,从而形成了大量的土石混合体回填区,埋深从几米到上百米不等,而在基础交通建设等过程中不可避免会穿过的深厚的土石混合体回填区。由于欠固结土石混合体回填土固结情况较为复杂且其沉降变形较大,在隧道施工过程中容易造成地表的不均匀沉降和隧道的坍塌,严重影响了基础交通的建设、拖延了施工工期,因此成为了施工中的难点。而目前针对土石混合体的固结问题的研究甚少,故对土石混合体回填土的固结沉降研究具有重要的理论意义和工程参考价值。本文在前人研究的基础上,通过试验研究和理论推导对欠固结土石混合体回填土的单向固结特性进行了较为深入系统的研究。本文主要研究内容与成果如下:(1)从重庆轨道交通五、十号线的暗挖隧道土石混合体回填区取得土石混合体回填土,将土石混合体回填土筛分后的土壤和石块按照不同的含石率w石配和后进行单向侧限压缩试验。通过试验数据分析,得到了不同含石率w石土石混合体回填土的压缩指数和压缩系数等参数,以及欠固结土石混合体回填土固结特性和含石率w石的关系。(2)根据前人的研究,对土石混合体回填土的渗流与渗透特性进行分析,并结合其渗流和渗透试验数据得出土石混合体回填土的渗流符合Forchheimer渗流规律,并提出不同含石率w石的土石混合体回填土新的渗透关系式。(3)以土石混合体回填土Forchheimer渗流模型为基础,在变荷的条件下不考虑土石混合体回填土的压缩性和渗透性随时间的变化,进行理论推导建立了欠固结土石混合体回填土线性单向固结偏微分方程,得到了偏微分方程的有限差分解。然后,用MATLAB软件对欠固结土石混合体回填土线性单向固结偏微分方程的有限差分解进行编程计算并验证。通过对欠固结土石混合体回填土线性单向固结模型的不同参数赋值,分析了非达西渗流影响系数?、荷载、土的厚度等参数对欠固结土石混合体回填土的线性单向固结性状的影响。(4)在线性单向固结的基础上,综合分析了土石混合体回填土渗透性和压缩性随时间的变化。引入了土石混合体回填土渗透特性关系式和压缩特性关系式进行理论推导并考虑了自重应力的分布形式,建立了欠固结土石混合体回填土非线性单向固结微分方程并得出其有限差分解。然后,在欠固结土石混合体回填土非线性单向固结微分方程有限差分解的基础上,用MATLAB软件对其进行编程计算并验证了其程序计算框架的可靠性。最后分析了自重应力分布形式、含石率w石和压缩指数cC和渗透指数kC等各种参数对欠固结土石混合体回填土的非线性单向固结特性的影响。