土的典型蠕变特性

土体在长时间恒荷载的作用下，其典型蠕变曲线如图3－1所示。变形等于承受荷载后立即产生的瞬时弹性变形与随时间发展的变形之和，即γ＝γe＋γ（t）。

图3－1　变形随时间变化的蠕变曲线

（a）衰减蠕变曲线；（b）非衰减蠕变曲线

从图3－1中可以看出，岩土的蠕变可分两种情况：第一种情况，称衰减蠕变过程。变形γ（t）以减速发展，速度最后趋向于零，即dγ／dt→0。而其变形值γ（t）趋向于与荷载值有关的某一稳定值γ∞＝常数，且不导致岩土发生破坏。其与载荷大小、岩石性质、围压等因素有关。第二种情况，称非衰减蠕变过程，岩土体中的应变随时间逐渐增长，并不趋近于某一稳定值，达到某一阶段应变率急剧增加，最后导致破坏。非衰减蠕变是在岩土试件上施加某一恒定荷载后岩土立即产生瞬时弹性应变γ0（OA段）。若荷载保持恒定且持续作用，应变则随时间继续增长，此时已进入蠕变变形阶段，它一般包括3个阶段。第Ⅰ蠕变阶段［图3－1（b）AB段］或称为衰减阶段。蠕变曲线的斜率逐渐变小，其应变率随时间迅速递减，变形以减速发展。第Ⅱ蠕变阶段（BC段）或称稳定蠕变阶段。蠕变曲线近似一倾斜直线，应变速率基本恒定不变，γ为常量，一直随时间发展持续到C点。第Ⅲ蠕变阶段（CD段）称为加速蠕变阶段。应变率由C点开始迅速增加，达到D点，导致岩土发生破坏（脆性的或黏滞性的破坏）。任一蠕变阶段的持续期间，决定于岩土的性质和荷载值。同种岩土，荷载越大，第Ⅱ阶段的持续时间越短，第Ⅲ阶段出现越早。在很大荷载下，几乎在加载之后立即产生破坏。在中等荷载下，所有的3个蠕形阶段表现得十分清楚。

图3－2　不同应力下土的蠕变曲线

对斜坡来说，岩土体主要承受自身产生重力场和构造地应力场作用。不同重力作用下的蠕变曲线与图3－1和图3－2所示的不同应力水平下的蠕变曲线类似。当应力较小时，边坡蠕变曲线不出现加速蠕变阶段，边坡处于稳定状态；当应力很大时，则几乎不出现稳定蠕变阶段，而进入加速蠕变阶段，直至边坡失稳。而在中等应力条件下，边坡蠕变曲线呈反“S”形，蠕变明显可分为3个阶段，边坡失稳时间随应力增大而缩短。