高压缩结构性土e-lgp曲线模型研究及其运用

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1、广州大学硕士学位论文湛江地区结构性土压缩性数学模型研究及其固结预测专业：建筑与土木工程硕士生：刘捷华指导教师：向伟明摘要一般天然软黏土均具有结构性，但不同种类、不同地区分布的软黏土的结构性有强有弱，对于其土的结构性对实际工程的影响较大的那一类土，众多学者将其命名为“结构性土”。结构性土不同于一般的土体，其力学及变形往往受土中结构的性质主导，结构性土中的结构强度不仅来自历史沉积过程中前期固结作用所形成的固体土颗粒特定排列及之间的联结，还来自于土中的金属离子氧化物胶体等的与土中固体颗粒形成的胶结联结。湛江地区的软黏土以其强结构性闻名

2、世界，因具有“较差”的物理性质和“较好”的力学性质的异常组合，在压缩性研究方面也证明具有一般软黏土土不同的变形特性，因此其是典型的、优良的结构性土研究对象，本章以湛江市东海岛镇北部宝钢湛江钢铁项目为依托，对湛江地区黏土特性进行研究，其主要研究内容及成果如下：1.基于地质沉积历史、成分分析、物理试验数据、力学试验数据，从土结构的角度讨论并评价了结构性土的基本物理力学性质及其结构性的形成，为往后的本地同类工程的土性研究及其前期预测工作提供了借鉴。2.本文以湛江地区黏土的室内压缩曲线e-lgp作为研究对象，对其形态特征进行描述，大部分

3、曲线呈现“分段式”和“前直后陡”的形态，从土的结构性破损机理对此特点进行了解释，并将原状黏土和重塑黏土的压缩试验结果作对比，重塑黏土的室内压缩曲线出现了类似原状土的“结构性”特征，认为其重塑土中胶结物质与水的重新化合作用导致的。3.本文基于试验数据，采用指数函数拟合结构屈服应力之后的初始压缩曲线，在土结构屈服之前的压缩曲线段则采用直线拟合，根据参数之间的关联性，参数与土体基本物理指标的关联性，提出了湛江地区结构性土压缩性数学模型，与本地区同类工程数据、文献数据的验证下均取得良好的模拟效果。1I湛江地区结构性土压缩数学模型研究及其

4、固结预测4.分段式结构性土压缩数学模型的函数关系反映为结构性土在不同应力阶段下压缩性、固结情况的变化，本文基于结构性土压缩数学模型、太沙基一维固结理论及考虑井阻、涂抹效应的三维轴对称砂井固结理论，编著了预测地基固结情况的理论解析式计算程序。并通过有限元方法对堆载预压处理的砂井地基进行了分析，将砂井固结地基三维模型等效为二维平面应变的砂墙模型，并对塑料排水板与砂井的排水性能进行了等效，建立了堆载预压处理地基的二维平面应变砂井固结有限元模型。对上述编制的固结预测程序、二维平面应变有限元模型分别计算表征超孔隙水压力消散情况的固结度，与

5、实际监测的超孔隙水压力折算的固结度进行相互对比。验证结果表明了其编制程序与有限元计算结果、监测数据的误差均在工程允许范围内，该基于结构性土压缩曲线数学模型的固结计算程序能作为实用、有效的工前预测手段。关键词：结构性土；e-lgp曲线；e-lgp压缩曲线模型；压缩性；固结II广州大学硕士学位论文StudyonMathematicalModelofStructuralSoilCompressioninZhanjiangAreaandItsConsolidationForecastMajor:ArchitectureandCivilE

6、ngineeringName:JiehuaLIUSupervisor:WeimingXIANGAbstractIngeneral,naturalclaysarestructural,butthestructuralpropertiesofclaysdistributedindifferenttypesandregionsarestrongorweak.Forthosesoilswhosesoilstructurehasamajorimpactonpracticalengineering,manyscholarsnamedthem

7、as"Structuralsoil."Thestructuralsoilisdifferentfromthegeneralsoil,itsmechanicsanddeformationareoftendominatedbythenatureofthestructureinthesoil,andthestructuralstrengthinthestructuralsoilnotonlycomesfromthespecificarrangementofthesolidparticlesformedbythepre-consolid

8、ationduringthehistoricaldepositionprocess.Theinter-connectionsalsocomefromthecementationofthemetalionoxidecolloidsintheearthandthes