高围压下卸载速率对饱和黏土力学性质的影响试验及其微观机理

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1、硕士学位论文高围压下卸载速率对饱和黏土力学性质的影响试验及其微观机理ExperimentalInvestigationoftheInfluenceofUnloadingRateontheMechanicalPropertiesofSaturatedClayunderHighConfiningPressureandItsMicroscopicMechanism[国家自然基金项目资助（批准号：41172291）]作者：刘莹导师：隋旺华教授中国矿业大学二〇一五年六月中图分类号TU4学校代码10290UDC密级公开中国矿业大学硕士学位论文高围压下卸载速率对饱和黏土力学性质的影响试验及其微观机理

2、ExperimentalInvestigationoftheInfluenceofUnloadingRateontheMechanicalPropertiesofSaturatedClayunderHighConfiningPressureandItsMicroscopicMechanism作者刘莹导师隋旺华申请学位工学硕士培养单位资源与地球科学学院学科专业地质工程研究方向工程地质与岩土工程答辩委员会主席李文平评阅人施龙青陈孝杨二○一五年六月论文审阅认定书研究生刘莹在规定的学习年限内，按照研究生培养方案的要求，完成了研究生课程的学习，成绩合格；在我的指导下完成本学位论文,经审阅，论文中

3、的观点、数据、表述和结构为我所认同，论文撰写格式符合学校的相关规定，同意将本论文作为学位申请论文送专家评审。导师签字：年月日致谢本论文是在隋旺华教授的悉心指导下完成的，从论文的选题、试验工作到理论分析直至定稿，每个环节都凝聚着隋老师的心血和汗水。师从三载，收获颇丰。隋老师优秀的人格品质，开拓创新的学术精神，必将使我终生受益。本论文的完成得益于深部岩土力学与地下工程国家重点实验室提供的研究平台和资源与地球科学学院提供的试验条件，感谢母校！感谢张改玲老师在研究思路、试验方法等方面的悉心指导！感谢王文学博士、桂辉博士、高岳博士、梁艳坤博士、褚程程博士平日里的认真指导，论文的完成也离不开师兄马

4、路兴硕士、王雅敬硕士、高炳伦硕士、綦建峰硕士、袁奇硕士、邵颍硕士、刘佳维硕士、张丁阳硕士、周永杰硕士、王文国硕士、屈浩硕士、张新佳硕士、李智硕士、王亚萍硕士、熊加路硕士、李维欣硕士在论文写作中的大力支持和热心帮助，感谢以隋旺华教授为核心的课题组提供的积极、创新、团结的学习氛围和工作环境！感谢中国矿业大学资源学院及研究生院的各位领导、各位老师对我的关心和帮助！向我的父母家人致以深切的谢意，感谢他们一如既往对我的关心与照顾，是你们让我明白了生活的真谛—责任和坚持！感谢寝室舍友范梦云、王雅敬、邓舒、杜艺、任佳宇、张彦、李利格在日常生活和学习中给予的大力支持与帮助！最后，特别感谢各位专家、教授

5、在百忙之中评审论文和参加答辩，并热切地希望得到您们的指导和帮助。摘要本文采用高压三轴试验和微观分析方法，对重塑饱和黏土和原状饱和黏土进行了固结不排水卸载试验，研究了在高围压下，卸载速率、围压以及土样性质对饱和黏土的应力应变、孔隙水压力等力学特性的影响。主要工作与获得的认识如下：（1）试验获得了不同卸载速率对土样应力应变特性的影响特点。当卸载速率为5kPa/min和50kPa/min时，重塑土样应力应变曲线呈应变软化型，且卸载速率越小，峰值点所对应的轴向应变越大。当卸载速率为10kPa/min~50kPa/min时，最大偏应力值随卸载速率的增大而增大，且卸载速率越大，应力应变曲线的起始坡

6、度越陡；当卸载速率减小到5kPa/min时，应力应变曲线的变化趋势有所改变，最大偏应力不是减小反而增大，曲线起始坡度也变陡，即在5kPa/min~10kPa/min之间存在一个“转换卸载速率”；原状土样与重塑土样的应力应变曲线变化规律相似，但“转换卸载速率”值有所不同，原状土样“转换卸载速率”在20kPa/min~40kPa/min范围内。（2）试验获得了不同的卸载速率对土样孔压特性的影响特点。整体上原状土样的孔隙水压力峰值比重塑土样的峰值大，但是原状土样和重塑土样在相同的卸载速率下孔隙水压力随偏应力变化曲线的发展规律是不相同的。重塑土样孔压随轴向应变的发展存在一个“拐点”，即“拐点”

7、前后孔压随轴向应变的增长速率有所改变，在“拐点”前孔压随轴向应变增长快，在“拐点”后增长速率变慢，且卸载速率越大，“拐点”所对应的轴向应变值越大。孔压-轴向应变变化曲线表明，卸载速率在20kPa/min~50kPa/min范围内存在一个“转换卸载速率”，使得在这一卸载速率上下土样的孔压特性有所改变。（3）试验获得了不同固结围压对土样应力应变特性的影响特点。同一卸载速率20kPa/min，当固结围压为2MPa、3MPa时，原状土样应力应变曲线为应