浅谈湛江软土结构性的力学效应与微观机制研究

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1、中国科学院武汉岩土力学研究所硕士学位论文湛江软土结构性的力学效应与微观机制研究姓名：拓勇飞申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：孔令伟20040601摘要本文以湛江软土为依托，立足于结构性软土的地质成因背景，以实验十力学为研究手段；开展并类宏观与微观试验，注重结构破坏的演化过程，系统研究了在不同应力路径条1"1。r结构性软士的力学性状；采用多学科交叉多角度分析，揭示软士结构性的形成机理与力学效应。首先，根据湛江地区区域地质演化特征，研究了湛江软士的赋存规律。从宏观综合评价深入到士体的微观分析，揭示软土的沉积规律与其结构性的内在联系

2、，从沉积历史的观点解释其强结构性的形成机理。分析结果表明．由丁构造运动及其占地理环境演化的耦合作川，致使该区软土呈现出了特殊的沉积模式。湛江软土历经了海陆交互三角洲相沉积与复杂的陆相化学风化及淋漓溶蚀过程，在不同地质时期．“红土化”及不完全的“红土退化”作刚使其具有一般软土不具有的强胶结特性。其次，分别对湛江软土的物理特性、压缩特性、剪切变形特性、闱结特性等方面进行系统的室内十1+试验及原位测试试验研究，指出湛江软土是一种典型的强结构性十，其结构特性在各项物理力学性质指标中均有不同程度的关联与体现。特别注意到，对强结构性软十而言，应H

3、jCPTU的原位孔压消散试验评价其同结特性时．结构重塑导致原位测试评价结果也人人“失真”。第三，研究了湛江软士在不同应力路径F结构性的力学效应。分别对原状样及相应的重塑样进行等向固结下的主动压缩试验、Ko固结F的主动压缩、被动压缩及主动拉伸试验。试验结果表明，与一般弱结构性软十．相比，湛江软土在结构屈服前的有效应力强度指标具有更为显著的麻力路径相关性，这在工程实践中不可忽视。第四．跟踪宏观力学试验条件下其微结构形态的演化规律。利划微观试验(冷冻干燥样的压汞试验．扫描电镜等)及超微观试验(物理化学试验)研究软+的微结构特征。湛江软十主要

4、是由次生矿物组成的，无向排列的开放絮凝结构使其呈现出不良的土质学特征．而游离氧化物增强了士的结构强度，变形过程中其微结构形态的演化表现了十体具有强、弱胶务与共存的双重介质特性。晟厉，依托破损力学理论构架，将士体抽象为强胶结的结构块与弱连结的结构带．尝试把般重介质模型应用丁．强结构性软土中，通过模型计算结果与试验结果的比较，证明该模7弘能较好地模拟软十结构性的力学效应。关键词：软土结构性力学效应微观机制赋存规律廊力路径破损力学结构性模型R．esearchonM[echanicsEffect＆Micro．MechanismofStruct

5、uralSoftClayinZhanjiangAreaTuoYongfei(GeotechnicalEngineering)DlirectedbyProf．KongLingweiAbstract：Inthisthesis，．basedonthegeologicoriginofstructuralsoftclayandresearchmethodofexperimentalsolJmechanics。aseriesofmacro—micro．1aboratorytestandin-sireltestforZhanjiangsoftcla

6、yarecarriedout．．inwhichtheevolutionaryprocessofsoilstructuredamageisemphasizedandthemechanicalbehaviorsofthestracturalsoftclayundertheconditionsofvariousstresspatharesystematicallystudied．Bymeansofmulti·disciplinaryanalysis，theformativemechanismandmechanicseffectofstruc

7、taraisoftclayaredisclosedFirstly,accordingtothefeatureoftheregionalgeologicalevolutioninZhanjiangarea．theoccurrencelawofZhanjiangsoftclayisinvestigatedbymeansofthecombinationofmacroscopiccomprehensiveevaluationwithmicroscopicstructureanalysis．inwhichtheinternal‘relation

8、shipbetweenthesedimentarymodeandittsstructura‘lcharacteristic’ISpresented，andtheviewpointofsedimentaryhistoryi