论文部分内容阅读
随着陆地空间、能源的日渐匮乏,人类开发与利用海洋的步伐日益加快。在我国近海岸填海造陆工程和海洋能源开采工程中,常常遇到与海积超软土有关的工程问题,如疏浚淤泥的加固、海底表层软黏土中管道的埋设、油气平台系泊系统基础的稳定等,亟需开展与海积超软土的强度和流变特性有关的研究,为围海造陆工程和能源开发工程提供借鉴。 本文在充分探讨流变仪测试的稳定性和可靠性的基础上,对渤海地区和南海地区典型海积超软土开展了大量的流变强度试验研究,分析两个海域典型土样物理指标特性、强度特性和流变特性的变化规律。具体研究内容包括如下几个方面: 1.通过多组平行试验,对RST流变仪在土体测试中的可重复性进行了校验;并与前人的试验结果进行比对分析,验证了 RST流变仪测试结果的可靠性;此外,探讨了转子尺寸、剪切速率增量、转子轴杆摩阻力等参数对测试结果的影响情况。在此基础上,进一步提出了适用于流变仪进行超软土强度测试的方法。 2.针对渤海地区海积超软土,采用流变仪和上述提出的测试方法,开展了多组流变强度试验。分析了该地区土样的基本物理参数,不排水剪切强度随含水率的变化情况,以及屈服强度、表观黏度等流变指标同剪切变形速率间的变化规律。结果表明:随着含水率增大,不排水剪切强度和屈服应力均呈幂率形式降低,在同等剪切速率条件下,表观黏度值受含水率影响较大。 3.考虑不同地区土体组构的差异性,对南海地区海积超软土进行了流变强度试验研究。在充分研究了该地区土样的物理指标特性、强度特性和流变特性的基础上,与渤海地区的海积超软土测试结果进行对比分析。通过对比后发现:该地区典型土样强度衰减速度要快于渤海土,且相同含水率和固结条件下,结构性更强。 4.探讨了常规流变模型在海积超软土强度特性拟合方面的不足,并基于剪切稀化理论和上述试验结果,提出分段拟合方法,建立了适用于渤海地区和南海地区海积超软土的流变强度模型。