考虑固结路径影响的天然沉积结构性土强度灵敏度变化规律研究

发布时间：2020-08-05 10:54

【摘要】：天然沉积土在长期的沉积和后沉积过程中形成的结构性和各向异性必然导致其力学性状与加载路径有关。目前以重塑土力学特性为基准建立的评价天然沉积土结构性强弱的灵敏度评价体系并没有考虑固结路径的影响。本文通过对天然沉积土重塑样和原状样开展一系列不同固结路径下的三轴固结不排水剪切试验研究,分析不同固结路径对天然沉积土压缩-强度性状的影响。同时结合重塑土固有压缩线和固有不排水强度线,探讨固结路径对天然沉积土结构性定量评价基准的影响。通过对比分析天然沉积土重塑样和原状样不同固结路径下不排水强度的变化规律,探讨天然沉积土强度灵敏度随应力水平的演化规律。论文的主要工作与成果如下:1)通过对室内制备的两种不同初始含水率重塑样开展不同固结路径三轴固结不排水剪切试验研究发现,相同平均有效应力下,不同固结路径固结过程试样受到的竖向偏应力越大,土体体积应变越大,固结完成时的孔隙比越小,不排水剪切得到的强度越大,破坏时的孔压越小;2)通过对不同天然沉积土原状样开展不同固结路径三轴固结不排水剪切试验研究表明,当固结压力小于固结屈服压力时,三轴固结不排水剪切强度随固结应力的变化较小。当固结压力超过屈服应力后,不排水强度变化特征与重塑样相同。相同平均有效应力下,不同固结路径下有效主应力比(K=σ3/σ.1)越小,土体固结完成时的孔隙比越小,不排水剪切强度越大;3)采用不同初始含水率重塑土不同固结路径三轴固结不排水剪切试验实测重塑土固有参数计算重塑土孔隙指数对其三轴试验所得压缩曲线进行归一化,研究发现归一化曲线与一维拓展固有压缩线EICL一致,表明重塑土一维压缩试验得到的固有压缩线ICL同样适用于三维轴对称的应力条件;4)不同初始含水率重塑土不同固结路径三轴固结不排水剪切试验实测孔隙指数Iv与不排水强度S*u之间的关系并未能归一化到Chandler基于重塑土K0状态三轴固结不排水剪切试验提出的固有不排水强度线ISuL。研究表明初始含水率越低,K值越小,重塑土不排水强度比(R*su=S*u/p)越大,孔隙指数Iv与不排水强度S*u之间的关系距Chandler提出的固有不排水强度线ISuL越远;5)引入天然沉积土灵敏度评价体系分析不同固结路径下天然沉积土强度灵敏度随应力水平的演化规律,发现不同固结路径下天然沉积土强度灵敏度随着平均有效应力的增大逐渐减小,结构性影响逐渐消失。
【学位授予单位】：东南大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU43
【图文】：

附近》Ｂｕｒｌａｎｄ１７１以Ｓｋｅｍｐｔｏｎ的思想作为出发点，定义了归一化参数孔隙指数／、，代替重逡逑塑土压缩曲线上的孔隙比ｅ，很好地将不同重塑土的压缩曲线归一化到一条直线附近，逡逑如图１－１所不，Ｂｕｒｌａｎｄ将该直线称为重塑土的固有压缩线／ＣＬ邋（邋Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ邋Ｃｏｍｐｒｅｓｓｉｏｎ逡逑Ｌｉｎｅ）。天然沉积土压缩曲线与重塑土固有压缩线／ＣＬ之间的距离则能够定量地反映结逡逑构性强弱对天然沉积土压缩特性的影响。固有压缩线的提出为定量化研究结构性和土体逡逑压缩特性之间的关系奠定了基础。逡逑１逦ｍ，，．逦ｅＬ逡逑ＯＫｌｔｌｎｂｅｌｔ邋Ｔｏｎ逦１２７．１逦３．５２１逡逑□邋Ａｒｌ＾ｉｌｅ邋ＰＵｓｔｌｇｕｒ逦１２８．０逦３Ｊ０２逡逑＊＊５逦ｏｌｏｎｄｏｏＣｔａｙ逦６７．５逦１．８２９逡逑ＡＮＶｉｒｎｅｒ邋ｌｅｅｒｌ逦４６．７逦１．２８８逡逑ｘ邋ＭａＣｍ？邋ｉ邋ｌａｙ逦Ｊ５．０逦０．９５６逡逑ｌ－邋＼逦？邋Ｉ．ｏｎ？ｒｒ邋Ｃｒｏｍｖｒ邋Ｔｉｌｌ逦２５．０逦０．６６３逡逑逦ＩＣＬ逡逑０．５逦＇逡逑０．０邋＾逡逑－１．５逦＾逡逑＼逡逑＇邋＾逡逑？２．０逦逦逦逦逦逦逦逦逦逦—－．．ｍｕ逦逡逑１０逦１００逦１０００逦１邋００ＵＵ逦１ＵＯＵＯＯ逡逑ｏ＼邋／ｋＰ＊逡逑图１－１重塑土固有压缩线／ＣＬ［ｒ＞逡逑Ｃｈａｎｄｌｅｒ【８］在第三届Ｇｌｏｓｓｏｐ讲座中指出，Ｂｕｒｌａｎｄ建立的重塑土固有压缩线／ＣＸ为逡逑研究结构性对天然沉积土压缩特性的影响提供了评价基准

将重塑土的不排水强度＾0？和１３１＾丨３１１（１［７］提出的孔隙指数／、．联系起来，发现不同重塑土逡逑的心固结三轴固结不排水剪切试验得到的不排水强度与孔隙指数／，，的关系同样可逡逑以很好地归一化到一条曲线附近，如图１－２所示，Ｃｈａｎｄｌｅｒ将之称为重塑土的固有不排逡逑水强度线灯？１。天然沉积土逦固结不排水强度与固有不排水强度线之间的距离则逡逑量化了结构性与土体不排水强度之间的关系，描述了天然沉积土结构性对土体不排水强逡逑度特性的影响。逡逑３逦逦逡逑厶ＡＨＫ逡逑？逦Ｂｏｔｌｉｋｅｕａｒ逡逑？逦Ｌｏｗｅｒ邋Ｃｒｏｍｅｉ＇邋Ｔｉｌｌ逡逑ｘＭａｇｉｉｓ逡逑■邋Ｍｏｌ邋Ｃｌａｙ逡逑２逦■逦ＩＳ邋Ｌ逦ＯＭｏｕｔｅｍｅｓｏｌａ邋Ｇｒｅｙ逡逑＼逦１１逦＋邋Ｍｏｕｉｅｍｅｓｏｌａ邋Ｙｅｌｌｏｗ逡逑．ＯＰａｐｐａｄａｉ逡逑＼逦▲邋Ｐｅｕｒｒｅ逡逑？逦ＸＴｈａｍｅｓ邋ａｌｌｕｖｉｕｍ逡逑１逦ｘ邋Ｗｉｎｎｅｐｅｇ邋ｃｌａｙ逦逡逑＝邋0？邋３３逡逑、逡逑０逡逑０邋■邋、．邋？逡逑？▲气逡逑ａ邋＿逦以．逡逑－２邋逦逦逦逦逦逦逦“—逡逑１邋１０邋１００逡逑ｒＷｋＰａ逡逑图１－邋２重塑土固有强度曲线／５＾［８］逡逑Ｂｕｒｌａｎｄ［７】提出的重塑土固有压缩线及Ｃｈａｎｄｌｅｒ［８］提出的重塑土固有不排水强度线为逡逑定量评价天然沉积土结构性影响的强弱提供了基准。在此基础上，Ｃｏｔｅｃｃｈｉａ邋＆邋Ｃｈａｎｄｌｅｒ＾２，逡逑１３１重新定义了天然沉积土灵敏度的概念作为评价天然沉积结构性土与重塑土力学性状逡逑差异的定量参数

图I-3Cotecchia&Chandler定义应力灵敏度与强度系敏度hzl

【参考文献】

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本文编号：2781447