連云港海相粘土結(jié)構(gòu)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(qiáng)度和低滲透性的特點(diǎn)，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(chǔ)上，采用理論分析、室內(nèi)試驗(yàn)、原位測試、數(shù)值模擬、實(shí)測驗(yàn)證等方法對連云港海相粘土的沉積成因、本構(gòu)關(guān)系、地基沉降變形等問題進(jìn)行了深入研究。主要完成了以下工作：
　　 (1)采用X射線術(shù)射分析和離子化學(xué)分析等試驗(yàn)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(guān)。并從沉積化學(xué)特征及其與土性關(guān)系的角度與其他區(qū)域性軟粘土進(jìn)行了對比。
　　 (2)結(jié)合室內(nèi)巖土工程試驗(yàn)和原位試驗(yàn)，對粘土礦物成分、離子化學(xué)成分與土的巖土工程指標(biāo)進(jìn)行了相關(guān)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(biāo)的內(nèi)在原因與物質(zhì)基礎(chǔ)。
　　 (3)進(jìn)行了連云港海相粘土的一維壓縮、次固結(jié)試驗(yàn)

3、、三軸蠕變試驗(yàn)，分析了土體結(jié)構(gòu)性對壓縮特性的影響、驗(yàn)證并解釋了次固結(jié)系數(shù)隨固結(jié)應(yīng)力變化的內(nèi)在機(jī)理和宏觀表現(xiàn)，提出了考慮不同應(yīng)力水平條件下結(jié)構(gòu)性粘土次固結(jié)系數(shù)的計(jì)算方法。
　　 (4)通過各向異性應(yīng)力路徑三軸試驗(yàn)，獲得了連云港海相粘土的試驗(yàn)初始結(jié)構(gòu)屈服面?？紤]試驗(yàn)土樣擾動的結(jié)構(gòu)性損失特點(diǎn)，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(jié)構(gòu)屈服面的方法，使海相軟粘土的結(jié)構(gòu)性參數(shù)能夠更進(jìn)一步反映地基的原位工作狀態(tài)。
　　

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