论文部分内容阅读
我国软土区域分布广泛,多数沿海地区都存在有大量的海相沉积软黏土。海相沉积软土因其所在的地质环境的不同会呈现出一定的物理性质差异,但它们都具有结构特性这一特点。土的结构对物理力学特性有着显著的影响,软黏土的结构性也已成为土力学研究中一个较为重要的课题。本文在总结结构性研究现状的基础上,以沧州滨海软黏土为研究对象,开展一系列室内土工试验及分析研究,旨在揭示区域结构性软黏土的强度特征和变形特征,并探讨了适用于软黏土的结构性本构模型及模型参数,为地区工程实践提供参考。(1)对天然土和重塑土进行直接剪切试验和固结剪切试验,探究结构性对土体抗剪强度的影响。结果表明,经扰动后的土体抗剪强度明显降低,土体的联结强度被破坏,黏聚力和内摩擦角均将低;原状土的剪应力应变曲线有明显峰值,而重塑土的较为平缓且伴随有应变硬化现象;固结剪切试验中原状土和重塑土的强度差异大大减小,变形趋势也变得相似,表明固结作用可以消除一部分结构性对土体变形和强度带来的影响。(2)通过无侧限抗压强度试验得出,该地区软黏土灵敏度大,为高灵敏性土,有较强的结构性。试验中原状土的破坏特征表现为脆性破坏,先后有裂痕和破裂面出现;而相同条件下,重塑土的压缩形态呈鼓形,无明显破裂面出现。(3)对原状土和重塑土进行了单向压缩试验,结果显示原状土的e-lg p曲线可分为三段即平缓段、屈服段和陡降段,而重塑土的压缩曲线没有明显拐点;原状土在压缩过程中当竖向荷载达到屈服压力附近时,结构性被破坏,压缩曲线出现拐点,随后会趋向于重塑土的压缩曲线;对于结构性软黏土,通过数学模型方法还原了原位压缩曲线,从而可以求得土体的前期固结压力。(4)利用三轴剪切仪对试样进行了固结不排水剪切试验,探究了土体的应力应变关系特征、孔隙水压力变化特征以及剪切过程中的有效应力路径和总应力路径变化,为构建结构性本构模型提供了试验基础。(5)针对修正剑桥模型没有考虑土体的结构性这一特点,结合结构性试验和三轴剪切试验,在弹塑性模型的理论框架下探讨沧州滨海软黏土的结构性剑桥模型并给出参数建议值。