土的流变特性

土的流变机理在于：在骨架应力（有效应力）作用下，土颗粒表面吸附水（气）具有黏滞性，从而使颗粒的重新排列和骨架体的错动具有时间效应，土体变形延迟，即变形与时间有关；而另一方面上体变形受到边界约束，这种约束有阻挡蠕动变形发展的趋势，因此，上体内部应力必会逐步调整，即应力也与时间有关（陈庆中，张弥，冯星梅，1999）。

土具有明显的流变特性。流变是指土体中应力、应变与时间有关的性质，表现在蠕变、松弛和长期荷载作用下强度的降低等方面。如有许多挡土墙的位移随时间的发展，斜坡和边坡破坏、地基的长期沉降和倾斜、隧道施工时的地表沉降及变形等，这些都说明了土不仅具有弹性、塑性，还具有黏滞性即流变性，是一种黏弹塑性体。这样，在土的本构关系里，就不再仅仅是应力和应变两者之间的关系，而是应力、应变和时间三者之间的关系。研究土的流变就是研究土中的应力、应变状态的形成及其随时间的变化，它是流变学在土力学中的应用，是土力学和流变学的交叉学科，能解决岩土工程中随时间变化的问题，从而保证岩土工程的长期安全。

土的应力、应变受时间的影响是很明显的，不仅是黏土，即使是无黏聚性的砂土，其变形都不是瞬时产生的，而是以某种速度增长的。根据应力状态的不同，黏性土的变形速度有时是极其缓慢的，最后趋于停止；有时则逐渐增长，最后导致破坏。

流变力学概念所涉及的范围很广，土的流变学研究一般包括以下几个方面的内容。

（1）蠕变特性：在常应力作用下，变形随时间发展而逐渐增长的过程。

（2）应力松弛特性：在很小应变水平下，应力随时间逐渐衰减的过程。

（3）长期强度：在长期受荷作用下，岩土的强度随受荷时间的增长而强度降低的性能。

（4）流动特性（又称黏滞特性）：岩土的应变速率是应力的函数，即应变速率随着应力逐渐增长的现象。

（5）弹性后效：弹性应变随着时间变化的现象，即加荷时继瞬时的弹性变形产生之后，仍有部分变形随时间增长而产生，因为这部分变形属于可恢复的，且在恢复时亦需要一定的时间，因此，这部分变形仍属于弹性变形范畴。对于这种现象，加荷过程变形随时间的增长称为滞后效应；卸荷后变形随时间的逐渐恢复称为弹性后效。

总之，以上说明岩土体的变形和稳定，均是时间的函数。本章主要研究的是滑带土的蠕变特性。因此，这里只对土的典型蠕变特性进行简要分析。