海洋空间的有效利用和海洋资源的合理开发离不开海上平台等构筑物的建设,而海洋构筑物的正常工作取决于海底锚固系统的安全和稳定。作为桩、锚基础或海底管线的载体,海洋软黏土具有不同于陆上软黏土的工程性质,并且由于海洋环境变化多端,海床土的受力条件复杂多变,所以深入研究海床土,尤其是深海软黏土的工程特性,以及在受力作用下发生变化的内在机制有重要的工程价值和科学意义。本文以我国南海原状深海软黏土为研究对象,采用多种室内测试方法分别对其循环软化特性和触变硬化特性进行研究,并结合微观观测手段和数字图像处理技术对强度变化过程中土体微观结构的演化分别进行定性描述和定量分析,进而提出微结构熵参数构建了宏观力学性质与微观结构演化之间的关系,主要研究内容和结论如下:（1）通过对我国南海深海软黏土的基本物理力学性质进行系统研究,总结出其具有高含水率、高孔隙比、高液塑限、高压缩性、低固结速率、低渗透性和强结构性等特征,并且含有大量微生物残骸等特殊的物质组成。采用室内T-bar全流动贯入装置对深海软黏土的不排水抗剪强度进行测定,结果显示,深海软黏土强度具有显著分层差异性和区域差异性的特点。并且,在较浅埋深处发现具有强度异常增大的“似超固结”现象,这与深海特殊的沉积环境有关。（2）采用T-bar测试方法对深海软黏土开展循环贯入试验,并对比了原状样和重固结重塑样的循环软化特性。结果显示,大部分深海软黏土的T-bar贯入阻力值在约5次循环之前的变化较为显著,而约8次之后逐渐趋于稳定;循环滞回圈的对称性随贯入次数的增加逐渐变好,且中心点的位置逐渐趋向于纵轴。原状样的初次贯入阻力均大于重固结重塑样,但随着循环次数的增加,前者贯入阻力逐渐小于后者的阻力值。采用幂函数的形式对归一化贯入阻力曲线进行拟合,进而得到软化方程,其中软化指数能够量化土体的软化程度:软化指数越高,表明土体的软化程度越高;反之,则越低。原状样的软化程度高于重固结重塑样,进一步反映出深海原状软黏土具有强结构性的特征。（3）采用落锥仪结合弯曲元方法测定深海软黏土的触变硬化特性。结果表明,深海软黏土均能够表现出较强的触变强度恢复和刚度恢复能力,一般来说,大部分土样在约10天前的增长速率较快,之后逐渐趋于稳定或略有上升。对软黏土的触变强度恢复性能与其基本物性指标进行关联性分析后发现,触变强度比与天然含水率、塑性指数、液性指数、灵敏度和活性值均具有一定相关性,但与超固结比没有明显关系。开展不同温度条件下深海土的触变性试验,发现温度升高对于土体的触变强度恢复具有促进作用,说明在室温条件下测得的结果会在一定程度上高估了实际原位状态下深海软黏土的触变强度恢复能力。采用单剪试验方法研究了重固结作用对触变性的影响,发现重固结过程对软黏土的触变强度恢复具有较大影响,土样的最终强度主要取决于重固结作用。（4）采用扫描电镜方法结合数字图像处理技术对深海软黏土循环软化和触变硬化过程中微观结构的演化进行分析。结果显示,原状样和重固结重塑样的微观结构具有不同的演化模式,前者的变化主要以絮凝结构逐渐遭到破坏并分解成小的聚合体或黏土片,大孔隙逐渐分散成小孔隙等表现为主;而后者主要以叠聚体逐渐发生断裂,孔隙结构和分布随之发生变化等表现为主。触变过程中微观结构的演化主要体现在分散的颗粒逐渐趋向于絮凝,并且孔隙尺寸和分布产生一定调整。循环软化和触变硬化过程中,土体中结构单元体和孔隙的粒度特征和排列特征均发生显著改变;而形态特征变化不大,但均具有自相似分形的特征。（5）基于强度变化过程中微观结构的演化规律,充分考虑土体中结构单元体的粒度特征和排列特征,进而定义微结构熵参数,能够较好地量化土体的微观结构系统变化。微结构熵值越大,表明土体微观结构系统的混乱程度越高,土体体系越稳定;反之,则表明混乱程度越低,体系越不稳定。循环软化过程中,随着T-bar作用次数的增加,土体的微结构熵逐渐减小,土体结构从混乱程度较高的无序、平衡、稳定状态逐渐发展到混乱程度较低的有序、非平衡、非稳定状态,该过程伴随着土体强度的降低。触变硬化过程中,随着触变时间的增加,土体的微结构熵逐渐增大,土体结构从混乱程度较低的有序、非平衡、非稳定的状态逐渐发展到混乱程度较高的无序、平衡、稳定的状态,该过程伴随着土体强度的升高。（6）采用微结构熵参数作为桥梁,进一步构建了深海软黏土微观结构演变模型,建立了宏观力学性质与微观结构演化之间的关系。其中,循环软化过程中,归一化强度和微结构熵的比值与循环次数之间存在指数型关系;而触变硬化过程中,归一化强度和微结构熵的比值与触变时间之间存在对数型关系。本文的研究工作,既能够在工程层面为深海海床锚固基础等设计及安全和稳定评价提供一定参考和指导,又有助于在理论层面更加深入地揭示深海软黏土发生循环软化和触变硬化的内在机制。