赋存环境变化下的海积软土物理力学特性试验研究

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1、赋存环境变化下的海积软土物理力学特性试验研究赋存环境变化下的海积软土物理力学特性试验研究赵文文二○一一年六月分类号TU411.93密级公开UDC硕士学位论文赋存环境变化下的海积软土物理力学特性试验研究赵文文学科专业岩土工程指导教师周东教授论文答辩日期学位授予日期答辩委员会主席论文评阅人广西大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明本人声明：所呈交的学位论文是在导师指导下完成的，研究工作所取得的成果和相关知识产权属广西大学所有，本人保证不以其它单位为第一署名单位发表或使用本论文的研究内容。除已注明部分外，论文中不包含其它人已经发表过的研究成果，也不包含本人为获得其它

2、学位而使用过的内容。对本文的研究工作提供过重要帮助的个人和集体，均已在论文中明确说明并致谢。论文作者签名：2013年月日学位论文使用授权说明本人完全了解广西大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，即：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。请选择发布时间：□即时发布□解密后发布（保密论文需注明，并在解密后遵守此规定）论文作者签名：导师签名：2011年月日摘要为研究赋存环境变化对海积软土物理

3、力学特性的影响规律，本文以广西钦州港填海区域海积软土为研究对象，采用机制模拟技术与室内土工试验相结合方法，设计并加工制作了“浸泡—加载”联动试验平台，采用四级上覆荷载和五种浸泡液，成功将赋存环境变化要素“印记”到海积软土试模中，并在制模过程中对海积软土轴向位移进行了为期3个月的监测，制模结束后对蕴含有环境要素的制备样进行了离子成分测定、渗透试验、直接剪切试验、固结压缩等试验，主要研究成果如下：1.通过在制模过程中对海积软土试模进行轴向位移监测并在制模成功后对“印记”有环境变化要素的海积软土进行室内固结试验，结果表明：浸泡液环境对海积软土固结特性是有影响的，高浓度的Ca

4、2+浸泡液最能抑制海积软土轴向压缩变形。海积软土固结变形受上覆荷载和浸泡液两环境要素综合影响，但何种环境要素在其固结变形过程中起主导作用，要视环境要素自身的等级与程度而定。2.对“印记”有环境变化要素的海积软土进行主要离子成分含量测定及室内渗透试验，得到规律如下：不同环境要素条件下的海积软土孔隙比、渗透系数和土中的（主要）化学元素含量，三者之间存在一定的关联性，三者均表现出随上覆荷载的增加而呈减小趋势，在相同环境条件下，Mg2+更易通过海积软土小而多的孔隙与其浸泡液进行离子交换，宏观表现为（溶液浓度）为2.5%Mg2+海水浸泡液环境中海积软土渗透性最差。过高的上覆压力

5、会使海积软土密实，并一定程度上改变土体结构，（从而）影响其与外界浸泡液间的离子交换，对海积软土的渗透性也会造成影响。当海积软土受到初始第一级加载时，对高浓度浸泡液条件下泥土与外界进行离子交换影响极大，其渗透系数的减小程度也最大。而在在低浓度的加强浸泡液环I境中，海积软土与浸泡液间的离子交换同样受到其上覆荷载变化的影响，并且影响程度不可忽视，一定情况下影响程度会超过浸泡液环境本身。对浸泡液而言，若某种加强浓度离子未达到饱和状态，则不同环境条件对其余离子间的交换无明显影响，而其最终的平衡状态亦趋于相同。3.对“印记”有环境变化要素的海积软土进行直接剪切及固结试验，分析得到

6、以下力学性状变化规律：海积软土上覆荷载对土体粘聚力c值的变化起决定作用，对c值的影响大于浸泡液中化学组份对其影响。而浸泡液环境却对海积软土的内摩擦角φ值影响显著，至于何种环境要素在海积软土内摩擦角φ值的变化中起主导作用要视环境自身变化的程度而定。同时，多种环境下对比发现，Ca2+对海积软土抗剪指标如土体粘聚力c值和内摩擦角φ值的增强作用最明显。海积软土作为结构性土的一个表现，就是对不同环境要素下的应力历史有较强的记忆功能，由试验结果可以推测，环境要素诸如上覆荷载和浸泡液环境均对其先期固结压力和结构强度的形成有显著影响。2.5%Ca2+溶液浸泡环境下的海积软土则会由于土

7、中Ca2+的显著增加而使钙质胶结等作用增强，提高海积软土的结构强度，从而表现出此环境条件下的海积软土先期固结压力值高于其真实应力历史。关键词：海积软土赋存环境物理力学特性试验IIRESEARCHONTHETHERMALEFFECTANDMECHANISMOFCOHESIVESOILBASEDONMICROSTRUCTURE（仅供排版用）ABSTRACTThispaperdealswiththealluvial-fluvialcohesivesoilinNanningcitytoinvestigatethethermaleffectlawofcohes