天津滨海新区软土在循环荷载作用下的结构强度分析与评价

发布时间：2017-03-19 10:00

  本文关键词：天津滨海新区软土在循环荷载作用下的结构强度分析与评价，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：软土在我国分布十分广泛,其工程地质性质(灵敏度高、强度低以及固结时间长等)较为特殊,使其在实际工程应用中存在一定的难度。随着我国经济的发展,步伐迈向沿海城市,对沿海地区的软土研究提出了更深一步的要求。天然沉积的软土普遍存在一定的结构性,由于结构性的存在往往会致使土体强度达到一定值时发生突然性破坏,在工程中产生的危害性极大。本文以天津滨海新区的结构性软土为研究对象,取用现场压缩性较高的三种土体进行研究,通过土力学和土质学的有机结合,以理论分析为基础结合试验结果综合分析研究,随后以微观结构特性为切入点进一步说明宏观力学特性的机理性变化,在定性分析的基础上结合较为精准的定量分析,对结构性软土的压缩特性及回弹卸荷再压缩特性进行分析研究。主要获得以下结论:(1)重塑试样与天然原状试样的压缩曲线特征存在明显差异。原状试样压缩曲线呈分段式分布,存在明显的一个拐点,重塑试样压缩曲线变化较一致,无明显拐点。天然原状试样存在结构屈服应力,当上覆应力小于结构屈服应力时,原状试样的压缩量变化率较小,此段压缩量小于重塑试样;当上覆压力大于结构屈服应力时,原状试样的压缩量变化率陡然增大,变形量大幅度增加,此段压缩量大于重塑试样。(2)由于结构特性土体存在一定的结构强度。利用还原后的重塑试样压缩曲线确定其先期固结压力,原状试样压缩曲线确定结构屈服应力,其差值为结构强度,判定三种土样的结构强度情况。(3)在卸荷回弹再压缩曲线中,原状试样与重塑试样的压缩曲线基本与正常固结压缩曲线相一致,符合其变化规律。提出卸荷比、卸荷率、回弹指数、回弹模量等回弹指标对不同试验方案下的压缩曲线进行研究分析,结果表明原状试样的回弹特性强于重塑试样。(4)结合压汞试验及扫描电子显微镜微观结构照片分析压缩后土体的孔隙及结构单元体的大小、丰度及平均分布形态等评价性指标的变化情况,为结构性软土不同压缩回弹下的工程性质评价研究提供一定的理论依据。压缩过程中土颗粒由松散状态重新排列形成团聚状态,孔隙相应重新调整,数量减少,粒径区间向减小方向发展,定向性减弱,土体固结程度变高。(5)结合回弹试验各回弹指标、固结稳定时间及试验后孔隙区间的分布特性综合分析天津结构性软土卸荷回弹再压缩的结构强度机理问题。得出回弹指标随设计复杂程度的加大压缩回弹性减弱,固结稳定时间长的试样的总压缩变形量大于固结时间短的试样,在压缩过程中主要是大孔隙向小孔隙方向转化。
【关键词】：结构性软土 压缩试验 卸荷回弹再压缩试验 微观结构
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU447
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-14
• 第1章 绪论14-24
• 1.1 选题依据和研究意义14-15
• 1.2 国内外研究现状15-22
• 1.2.1 分析结构性土的工程特性15-19
• 1.2.2 结构性土体微观结构研究现状19-22
• 1.3 主要研究内容及技术22-24
• 第2章 天津滨海新区软土的物理化学特性24-32
• 2.1 天津滨海新区概况24-25
• 2.1.1 滨海新区基本地理条件24-25
• 2.1.2 滨海新区工程地质条件25
• 2.2 天津滨海新区软土的物质组成25-29
• 2.2.1 粒度成分26-28
• 2.2.2 矿物成分28-29
• 2.3 天津滨海新区研究点软土的物理化学特性29-30
• 2.3.1 物理特性29
• 2.3.2 易溶盐特性29-30
• 2.4 小结30-32
• 第3章 天津滨海新区软土的压缩试验32-43
• 3.1 引言32
• 3.2 试验设备及方案32-33
• 3.3 压缩特性33-41
• 3.3.1 原状土压缩曲线33-36
• 3.3.2 重塑土压缩曲线36-39
• 3.3.3 先期固结压力及结构屈服应力的确定39-41
• 3.4 小结41-43
• 第4章 天津软土卸荷回弹再压缩试验研究43-56
• 4.1 引言43
• 4.2 土体卸荷回弹再压缩试验设计43-45
• 4.2.1 试验步骤43-44
• 4.2.2 试验设计44-45
• 4.3 试验结果45-55
• 4.3.1 总变形量的特征45-46
• 4.3.2 孔隙比变化量的特征46-55
• 4.4 小结55-56
• 第5章 结构性软土在压缩条件下的微观特征56-71
• 5.1 引言56
• 5.2 试样制备56-57
• 5.3 基于压汞试验孔隙变化分布特征57-61
• 5.3.1 试验概况57
• 5.3.2 孔隙特征分析57-61
• 5.4 微观结构图像（SEM）分析61-69
• 5.4.1 微观结构图像定性分析61-62
• 5.4.2 微观结构定量分析62-69
• 5.5 小结69-71
• 第6章 软土在加卸荷条件下结构强度变化机理71-84
• 6.1 引言71
• 6.2 卸荷回弹再压缩试验中压缩指标的研究71-77
• 6.3 固结时间的影响77-79
• 6.4 卸荷回弹再压缩下孔隙区间的分布特性79-83
• 6.5 小结83-84
• 第7章 结论84-86
• 参考文献86-93
• 作者简介及在学校期间所取得的科研成果93-94
• 致谢94

【参考文献】

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