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近年米,随着城市建设的发展,上海地区出现了大量的深基坑。深基坑的开挖使土体的结构和应力历史发生了变化,而结构和应力历史的变化对土体的力学特性具有重要影响。如,超固结黏土和正常固结黏土表现出不同的应力应变特性。为了研究土结构和应力历史对上海软土力学特性的影响,本文对上海软土原状土样和重塑土样进行了压缩、剪切试验,得到了相应的力学特性,并在深入研究其力学特性的基础上采用了相应的本构模型进行了弹塑性模拟,具体工作如下:
1.三种不同试验仪器对上海软土重塑土样的测K0和不测K0单向压缩-回弹试验、等向压缩-回弹试验、三轴排水剪切试验、长期荷载作用下的单向压缩试验,得到上海软土的各种参数:压缩指数Cc、回弹指数Cs、临界状态应力比M、次固结系数Cα。并比较了不同试验方法得到的压缩指数Cc、回弹指数Cs的关系。
2.原状土样压缩、剪切试验。对上海软土原状土样进行了等向压缩和常规三轴排水剪切试验,得到上海软土的压缩曲线和应力比-应变曲线。研究了原状上海软土的强度、变形特性,得到了相应的原状土本构模型参数。即,压缩指数Cc,膨胀指数Cs,临界状态应力比M。
3.原状土样和重塑土样力学特性的比较。对上海软土原状土样和重塑土样的压缩曲线、应力比-应变曲线分别进行了比较。分析了上海软土原状土样和重塑土样在强度、变形特性方面的异同点。同时,还分析了试验结果不同于众多学者的试验结果的原因。
4.重塑土样超固结状态下剪切试验。对处于超固结状态下的重塑土样分别进行了平均有效应力p不变和围压不变的排水剪切试验,分别研究了超固结比OCR和剪切围压对土的力学特性的影响。得到了超固结状态下重塑土海软土的强度和变形特性。
5.软土力学特性的弹塑性模拟。利用试验得到的重塑和原状上海软土的模型参数,结合相应的本构模型,对原状土和重塑超固结上海软土变形、强度特性进行了弹塑性模拟。结果表明:试验得到应力比-应变曲线与本构模型计算得到的应力比-应变曲线基本吻合。