上海软黏土结构性对其力学特性影响的试验研究

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1、上海软黏土结构性对其力学特性影响的试验研究同济大学土木工程学院博士学位论文上海软黏土结构性对其力学特性影响的试验研究姓名：王江锋申请学位级别：博士专业：地质工程指导教师：叶观宝;高彦斌20091201摘要摘要天然土体都具有一定的结构性。国内外学者针对不同地区的软黏土，通过不同的研究手段，对土的结构性进行了一定的研究。研究结果表明，软黏土原有结构的破坏会导致一些力学特性发生明显变化，诸如压缩特性、剪切特性等，这对工程建设影响较大。本文对上海软黏土的原状样和重塑样进行了压缩、直剪、三轴等试验。基于试验结果分析，初步得到了结构性对上海软黏土压缩特性、剪切特性及屈服特性的影响规律。本文所开展的具体工作

2、及主要研究成果如下：1对上海第四层软黏土的原状样和重塑样进行了一维压缩试验。结果表明，结构性对其压缩曲线性状的影响非常明显，重塑土的P―lgp压缩曲线为一压缩指数恒定的斜线，而原状土以结构屈服应力为晃分为两段曲线。原状土的压缩模量在结构屈服应力处达到峰值，结构性丧失后与重塑土的变化趋势一致。根据压缩试验结果，初步评价了上海软黏土的结构性：SCL曲线明显的在ICL曲线上方；结构屈服应力约为125kPa左右。2对上海第四层软黏土的原状样和重塑样进行了直剪试验，对其破坏剪切面上的含水率进行了量测分析。试验结果证明，结构性对强度曲线的影响较为明显：重塑土的强度线是一过原点的斜线，粘聚力为O；原状土的强

3、度线以结构屈服应力为界呈折线形，后段折线与重塑土的特性一致。上海软黏土原状样和重塑样的内摩擦角与塑性指数存在着良好的线性关系，随塑性指数的增大而减小，但重塑土的变化幅度小许多。进一步研究了结构性对剪切破坏时含水率的影响，原状土的剪切破坏时含水率与应力的曲线及孔隙比与剪应力的曲线均在重塑土的上方。3分别对上海软黏土原状样和重塑样进行砀固结三轴压缩和三轴拉伸试验，首次研究了结构性对其剪切特性的影响。试验结果显示，原状土的抗剪强度比重塑土的大。原状土压缩剪切试验的孔压增量比重塑土的大，重塑土拉伸剪切试验的孔压增量比原状土的大；无论压缩或拉伸试验，原状土的体变均比重塑土的大。进一步的研究表明，原状土和

4、重塑土的压缩和拉伸的剪切模量，随着剪应变的增大，逐渐减小，并在某一应变下变化趋势越来越趋于平缓。原摘要状土的压缩剪切模量比重塑土的要大，而拉伸的剪切模量基本上相同。上海软黏土重塑样的＆厨’，值大于原状土的，进一步的分析了原状土和重塑土各向异性和各向等压在拉伸或压缩的跏，v值。4开展了针对上海软黏土不同等应力比试验，首次获得了上海软黏土原状样和重塑样的屈服特征：不同等应力比的压缩曲线均在各向等压固结线的下方，且压缩曲线在拉伸曲线的上方，沿着远离各向等压固结线的方向，不同等应力比值逐渐增大。进一步的分析了结构性对上海软黏土的原状样和重塑样的屈服面形状以及偏转方向的影响。5原状土的s'-t空间的归一

5、化屈服曲线关于肠线近似对称，而经过硒固结的重塑土的屈服包络线并不关于硒线对称。原状土和重塑土的屈服曲线相交于‰线，‰线以上屈服面旋转的方向差别很大，而硒线以下部分基本一致。关键词：结构性，上海软黏土，压缩特性，抗剪强度，剪切特性，屈服面IIAbstractAbstractNaturalsoilhasstructuralbothathomeandproperties．Scholarsabroadhavedonesomeonsoilstructureofdifferentdifferentstudybymethods．Researchregionsresultsshowthatstructureo

6、fsoftwillleadtotheoforiginaldamageclaychangessomemechanicalasbehaviors，suchshearcompressioncharacteristics，thepropertiesofthetestsconstruction，ere．Inwerecarriedoutengineeringpaper,someonthesoftasShanghaiclay,suchshear,triaxialtestandetc．Basedoncompressing，directtheofruleswereobtainedanalysisexperime

7、ntalresults，someinsoftShanghaiclayonstructuralcharacteristicsonshearandinfluencingcompressibility,thepropertiesthecharacteristics．yieldInthistheconcreteworkandmainpaperresearchresultsaleaspresentedfol