饱和珊瑚砂蠕变及渗透性演化规律三轴试验研究
发布时间：2021-06-24 22:26
随着我国在南海岛礁建设的大力发展,越来越多的建（构）筑物不得不建立在珊瑚砂地基之上。珊瑚砂具有形状不规则、棱角多、含有丰富的内孔隙、颗粒易发生破碎、强度低、高压缩性和高渗透性等特点。一方面,珊瑚砂地基在荷载作用下会产生较大的沉降量;另一方面,地基在沉降的过程中势必会引起渗流场的改变,土颗粒的有效应力发生变化,这是一种复杂的土水相互作用的过程。因此,针对珊瑚砂的蠕变作用及蠕变作用过程中渗透性的变化机制需进行深入研究。本文从细观和宏观两个方面出发对珊瑚砂的相关特性进行了研究,包括:X射线衍射分析（XRD）、电镜扫描（SEM）、核磁共振、颗粒筛分、三轴剪切排水渗透试验、蠕变及蠕变过程中的渗透性变化等试验研究,分析了珊瑚砂物理化学特性、蠕变特性、渗流特性,对蠕变变化前后进行颗粒分析,建立了适用于饱和珊瑚砂地基蠕变特性的经验蠕变模型。得出以下主要结论:（1）X射线衍射试验表明组成珊瑚砂主要矿物成分为文石和方解石。（2）对单个珊瑚砂颗粒进行扫描电镜（SEM）和核磁共振试验,分析颗粒的微观结构,发现单个颗粒外轮廓极不规整、含有丰富的内孔隙,并且颗粒内孔隙主要集中于周边区域。（3）三轴排水剪切渗透试验...
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
X射线衍射分析仪
12图2.1X射线衍射分析仪2.2.2试验结果导出XRD试验数据，经由MDIJade6.5处理后得到如图2.2所示结果。图2.2珊瑚砂X射线衍射矿物成分分析图珊瑚砂主要矿物成分为方解石和文石，而组成方解石及文石的化学成分为碳酸钙，因此，珊瑚砂试样的主要化学成分为碳酸钙。另外，珊瑚砂试样中有
13许多肉眼可见的珊瑚断肢等生物碎屑，具有海相生物碎屑成因特性，造成与普通石英砂在力学性质产生显著差异。2.3电镜扫描试验本次试验使用的仪器是由德国卡尔蔡司公司生产的场发射扫描电镜，仪器如图2.3所示，型号为Sigma500。在电压5kv下进行SEM扫描电镜试验操作。图2.3SEM扫描电子显微镜2.3.1试验步骤制样：选取粒径不同的珊瑚砂颗粒若干，进行抽真空制样。测试样品：手动调节操纵杆使样品处于合理的位置；调整倍数、聚焦，使图像达到清晰的状态；得到试验需要的图像，将图像保存。结束操作：关闭高压、主机电脑，禁止按红色“OFF”按钮。2.3.2试验结果一般多半珊瑚砂在沉积的过程中因未被长距离搬运，所以各类珊瑚砂生物外部形态和骨架基本保留原有的特征。珊瑚砂颗粒形状外貌极不规整、凹凸不平，影响其力学性能。由于颗粒含有大量天然的内孔隙，颗粒在受到作用力后易造成颗粒棱角的折断，引起珊瑚砂压缩性的变化。一般在较低应力作用下，就有可能发生颗破碎现象，从而在宏观上表面为力学性质的变化。本次试验所使用的仪器由德国卡尔蔡司公司生产的场发射扫描电镜，对颗粒粒径为
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国南海吹填岛礁钙质砂动力特性试验研究[J]. 高冉,叶剑红. 岩土力学. 2019(10)
[2]中国南海吹填岛礁原状钙质砂蠕变特征初探[J]. 叶剑红,曹梦,李刚. 岩石力学与工程学报. 2019(06)
[3]中国南海钙质砂蠕变-应力-时间四参数数学模型[J]. 曹梦,叶剑红. 岩土力学. 2019(05)
[4]循环三轴应力路径下钙质砂颗粒破碎演化规律[J]. 王刚,查京京,魏星. 岩土工程学报. 2019(04)
[5]钙质砂一维冲击响应及吸能特性试验[J]. 魏久淇,吕亚茹,刘国权,张磊,李磊. 岩土力学. 2019(01)
[6]复杂应力状态下土料三轴渗透试验[J]. 凌华,张胜,敖大华,王芳,韩华强. 河海大学学报(自然科学版). 2017(05)
[7]南海岛礁吹填钙质砂渗透特性试验研究[J]. 钱琨,王新志,陈剑文,刘鹏君. 岩土力学. 2017(06)
[8]MICP胶结钙质砂动力特性试验研究[J]. 刘汉龙,肖鹏,肖杨,王建平,陈育民,楚剑. 岩土工程学报. 2018(01)
[9]珊瑚砂剪切特性试验分析[J]. 佘殷鹏,吕亚茹,李峰,元建民. 解放军理工大学学报(自然科学版). 2017(01)
[10]钙质砂的干密度特征及其试验方法研究[J]. 王新志,王星,翁贻令,吕士展,阎钶,朱长歧. 岩土力学. 2016(S2)
博士论文
[1]南沙群岛珊瑚礁工程地质特性及大型工程建设可行性研究[D]. 王新志.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2008
[2]延安Q2黄土的力学及流变特性研究[D]. 何青峰.长安大学 2008
[3]钙质砂基本力学性质及颗粒破碎影响研究[D]. 张家铭.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2004
硕士论文
[1]钙质砂宏细观力学特性试验及离散元模拟[D]. 汪轶群.浙江大学 2016
[2]南海钙质砂破碎力学特性研究[D]. 蒋礼.成都理工大学 2014
[3]黄土蠕变特性试验研究[D]. 王松鹤.西北农林科技大学 2010
本文编号：3247929
【文章来源】：华侨大学福建省
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
X射线衍射分析仪
12图2.1X射线衍射分析仪2.2.2试验结果导出XRD试验数据，经由MDIJade6.5处理后得到如图2.2所示结果。图2.2珊瑚砂X射线衍射矿物成分分析图珊瑚砂主要矿物成分为方解石和文石，而组成方解石及文石的化学成分为碳酸钙，因此，珊瑚砂试样的主要化学成分为碳酸钙。另外，珊瑚砂试样中有
13许多肉眼可见的珊瑚断肢等生物碎屑，具有海相生物碎屑成因特性，造成与普通石英砂在力学性质产生显著差异。2.3电镜扫描试验本次试验使用的仪器是由德国卡尔蔡司公司生产的场发射扫描电镜，仪器如图2.3所示，型号为Sigma500。在电压5kv下进行SEM扫描电镜试验操作。图2.3SEM扫描电子显微镜2.3.1试验步骤制样：选取粒径不同的珊瑚砂颗粒若干，进行抽真空制样。测试样品：手动调节操纵杆使样品处于合理的位置；调整倍数、聚焦，使图像达到清晰的状态；得到试验需要的图像，将图像保存。结束操作：关闭高压、主机电脑，禁止按红色“OFF”按钮。2.3.2试验结果一般多半珊瑚砂在沉积的过程中因未被长距离搬运，所以各类珊瑚砂生物外部形态和骨架基本保留原有的特征。珊瑚砂颗粒形状外貌极不规整、凹凸不平，影响其力学性能。由于颗粒含有大量天然的内孔隙，颗粒在受到作用力后易造成颗粒棱角的折断，引起珊瑚砂压缩性的变化。一般在较低应力作用下，就有可能发生颗破碎现象，从而在宏观上表面为力学性质的变化。本次试验所使用的仪器由德国卡尔蔡司公司生产的场发射扫描电镜，对颗粒粒径为
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国南海吹填岛礁钙质砂动力特性试验研究[J]. 高冉,叶剑红. 岩土力学. 2019(10)
[2]中国南海吹填岛礁原状钙质砂蠕变特征初探[J]. 叶剑红,曹梦,李刚. 岩石力学与工程学报. 2019(06)
[3]中国南海钙质砂蠕变-应力-时间四参数数学模型[J]. 曹梦,叶剑红. 岩土力学. 2019(05)
[4]循环三轴应力路径下钙质砂颗粒破碎演化规律[J]. 王刚,查京京,魏星. 岩土工程学报. 2019(04)
[5]钙质砂一维冲击响应及吸能特性试验[J]. 魏久淇,吕亚茹,刘国权,张磊,李磊. 岩土力学. 2019(01)
[6]复杂应力状态下土料三轴渗透试验[J]. 凌华,张胜,敖大华,王芳,韩华强. 河海大学学报(自然科学版). 2017(05)
[7]南海岛礁吹填钙质砂渗透特性试验研究[J]. 钱琨,王新志,陈剑文,刘鹏君. 岩土力学. 2017(06)
[8]MICP胶结钙质砂动力特性试验研究[J]. 刘汉龙,肖鹏,肖杨,王建平,陈育民,楚剑. 岩土工程学报. 2018(01)
[9]珊瑚砂剪切特性试验分析[J]. 佘殷鹏,吕亚茹,李峰,元建民. 解放军理工大学学报(自然科学版). 2017(01)
[10]钙质砂的干密度特征及其试验方法研究[J]. 王新志,王星,翁贻令,吕士展,阎钶,朱长歧. 岩土力学. 2016(S2)
博士论文
[1]南沙群岛珊瑚礁工程地质特性及大型工程建设可行性研究[D]. 王新志.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2008
[2]延安Q2黄土的力学及流变特性研究[D]. 何青峰.长安大学 2008
[3]钙质砂基本力学性质及颗粒破碎影响研究[D]. 张家铭.中国科学院研究生院（武汉岩土力学研究所） 2004
硕士论文
[1]钙质砂宏细观力学特性试验及离散元模拟[D]. 汪轶群.浙江大学 2016
[2]南海钙质砂破碎力学特性研究[D]. 蒋礼.成都理工大学 2014
[3]黄土蠕变特性试验研究[D]. 王松鹤.西北农林科技大学 2010
本文编号：3247929
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