受自然沉积环境影响的地基土压缩行为本质和附加属性分析

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1、国内图书分类号：U213.1密级：公开国际图书分类号：625.1西南交通大学研究生学位论文受自然沉积环境影响的地基土压缩行为本质和附加属性分析年级二〇一四级姓名赵明志申请学位级别工学博士专业道路与铁道工程指导教师罗强教授二零一八年五月ClassifiedIndex:U213.1U.D.C:625.1SouthwestJiaotongUniversityDoctorDegreeDissertationONTHEINTRINSICANDADDITIONALPROPERTYOFCOMPRESSIONBEHAV

2、IOUROFNATURALLYSEDIMENTARYSOILSINTERMSOFDEPOSITIONALENVIRONMENTGrade:2014Candidate:MingzhiZHAOAcademicDegreeAppliedfor:Ph.DSpeciality:RoadandRailwayEngineeringSupervisor:Prof.QiangLUOMay,2018西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送

3、交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密□，在年解密后适用本授权书；2．不保密□，使用本授权书。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导老师签名：日期：日期：西南交通大学博士学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研

4、究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。本学位论文的主要创新点如下：1）依据土体压缩行为本质属性只与颗粒矿物成分和含水率相关的基本概念，采用了以液限和塑性指数表征矿物成分、以含水率与液限比值表征含水状态变化的基本手段，分别探讨了液限、含水率和塑性指数与本质压缩常量之间的关系，揭示了液限、含水率和塑性指数对土体压缩行为本质属性的影响机理，建立了基于这三个基本物理参数推求土体本质压缩曲线的方法。该创新点体现在第3章。2）通过对古黄河三角洲

5、地区李窑钻孔资料进行分析，以沉积速率和海平面位置为主要考量因素，沿深度划分了地层沉积序列，以该区域碳-14测年结果为依据，明确了最上部沉积土层属于黄河侵蚀加剧作用下的快速沉积系统，指出了下部其它三个沉积系统均属于常规条件下的普速沉积系统，分析了海平面位置对沉积物状态的影响，建立了准确评估不同地层土体沉积速率的方法，为定量化地评估环境要素奠定了基础。该创新点体现在第4章。3）通过对古黄河三角洲地区晚更新世以来的沉积环境进行分析，提出了沉积速率和海平面位置为显著影响土体沉积状态的两个环境要素，分析了这两个环

6、境要素与土体附加孔隙指数的相关关系，重点讨论了沉积速率对压缩行为附加属性的影响机理，建立了基于沉积速率和海平面位置推求土体附加压缩曲线的方法，创新了通过基本物理参数和重要环境要素对自然沉积土压缩属性展开精细化分析的思路。该创新点体现在第5章。4）针对客观条件有限时沉积速率难以准确获取这一基本事实，通过将压缩指数实测值与多个经验公式预测值进行对比，验证了Terzaghi液限与压缩指数经验公式适用于华北地区京沪高铁李窑和京津城际武清试验工点地基原状土，提出了用液限推算土体压缩曲线高压力段切线线坡的基本思路，

7、同时采用了标准压缩模量表征压缩曲线低压力段割线斜率，结合初始孔隙比建立了基于常规土工参数推算自然沉积土压缩属性的简易方法。该创新点体现在第6章。学位论文作者签名：日期：西南交通大学博士研究生学位论文第I页摘要高速铁路已在我国大部分区域，尤其是东部地区成规模地修建，为保证高铁运营的安全性和舒适性，相关规范中对基础设施沉降限值提出了严格要求。实现高铁路基沉降的精确化控制，关键在于准确评估和预测地基土的压缩行为。为此，在深刻理解土壤颗粒之间组织结构形成过程的基础上，将自然沉积土压缩属性分为本质属性和附加属性两

8、部分。指出本质属性是土体本身所固有的性质，明确附加属性是地质历史进程中伴随颗粒之间组织结构形成而产生的压缩特性。分别对本质和附加属性的影响机理进行探讨，建立通过基本物理参数和重要环境要素评估自然沉积土压缩属性的精细化方法。主要工作和成果如下：一）提出了“自然沉积土压缩属性分为本质属性和附加属性”的技术思想。1）自然沉积土压缩属性拆分的必要性。当土体处于完全重塑状态时，颗粒之间基本无连结，所体现出来的性质具有与生俱来的先天特性，即本质属性；而