連云港海相粘土結構性模型與變形規(guī)律研究.pdf

1、在中國東部沿海的連云港地區(qū)，廣泛分布著6000年前沉積的海相軟粘土。這種海相軟粘土具有高含水率、高靈敏度、高壓縮性、低強度和低滲透性的特點，并由此引發(fā)了許多工程問題。本文在分析大量已建高速公路巖土工程勘察、沉降觀測資料的基礎上，采用理論分析、室內(nèi)試驗、原位測試、數(shù)值模擬、實測驗證等方法對連云港海相粘土的沉積成因、本構關系、地基沉降變形等問題進行了深入研究。主要完成了以下工作：
　　 (1)采用X射線術射分析和離子化學分析等試驗得

2、出連云港海相粘土的主要粘土礦物為伊-蒙混層礦物，在弱堿性氧化環(huán)境下沉積。物質(zhì)組成與沉積歷史、海陸變遷緊密相關。并從沉積化學特征及其與土性關系的角度與其他區(qū)域性軟粘土進行了對比。
　　 (2)結合室內(nèi)巖土工程試驗和原位試驗，對粘土礦物成分、離子化學成分與土的巖土工程指標進行了相關性分析，發(fā)現(xiàn)粘土礦物成分與Fe3+的存在是影響連云港海相粘土土性指標的內(nèi)在原因與物質(zhì)基礎。
　　 (3)進行了連云港海相粘土的一維壓縮、次固結試驗

3、、三軸蠕變試驗，分析了土體結構性對壓縮特性的影響、驗證并解釋了次固結系數(shù)隨固結應力變化的內(nèi)在機理和宏觀表現(xiàn)，提出了考慮不同應力水平條件下結構性粘土次固結系數(shù)的計算方法。
　　 (4)通過各向異性應力路徑三軸試驗，獲得了連云港海相粘土的試驗初始結構屈服面?？紤]試驗土樣擾動的結構性損失特點，引入一維壓縮還原原位壓縮曲線的方法，提出還原其原位結構屈服面的方法，使海相軟粘土的結構性參數(shù)能夠更進一步反映地基的原位工作狀態(tài)。
　　

4、(5)統(tǒng)計了連云港海相粘土地區(qū)大量高速公路工程的地基實測變形資料，分析總結了該區(qū)高速公路地基變形規(guī)律，表明結構性軟土地基次固結變形與一維壓縮次固結變形具有近似的規(guī)律。
　　 (6)把p-q空間的結構性本構模型的推導到一般應力張量表達式，導出了結構性本構模型的張量形式的一般解，解決了結構性本構模型，只能夠模擬室內(nèi)試驗卻難以計算實際地基變形的問題。以結構性本構模型作為材料模型，編制了有限元計算程序，對實際高速公路工程的天然地基和粉噴