结构性对淤泥质土强度影响试验研究.pdf

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1、第32卷第11期人民黄河VoJ．32．No．112010年11月YELL0WRIVERNov．，2010【水利水电工程】结构性对淤泥质土强度影响试验研究黄志全，刘娅，刘灿，蒋希(1．华北水利水电学院，河南郑州450011；2．中国长江三峡集团公司移民管理局，四川成都610042；3．中国水利水电顾问集团成都勘测设计研究院，四川成都610072)摘要：以郑州新区淤泥质土为研究对象，在室内对原状土、部分愈合重塑土及完全重塑土进行不固结不排水三轴试验，研究淤泥质土的结构性对应力一应变关系及土体抗剪强度的影响。结果表明：受土体天然结构性的影响，原状土体具有

2、明显弹性变形阶段，完全重塑土体无明显弹性阶段，部分愈合重塑土体具有较小范围的弹性变形阶段；部分重塑土体的抗剪强度大于原状土体，原状土体的抗剪强度大于完全重塑土体。关键词：淤泥质土；三轴试验；结构性；应力一应变关系；抗剪强度中图分类号：TU411．7文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1000．1379．2010．11．043在静水或缓慢的流水环境中沉积、并经生物化学作用形土样的剪切破坏过程应力一应变关系曲线，然后根据摩尔一库成、天然含水量大于液限、天然孔隙比e≥1．5的黏性土称为淤伦理论求出该淤泥质土的抗剪强度参数黏聚力C和内摩擦角

3、泥，当1≤e<1．5时称为淤泥质土。近年来，随着沿海城市，对比分析其强度变化规律。工业的迅猛发展，淤泥质土地基处理成为建筑、交通等工程不可回避的问题。土结构性研究的蘑要性由土力学奠基人太沙2试验结果分析基提出，沈珠江将它作为“21世纪土力学的核心”I3]。土的2．1结构性对应力一应变的影响结构性是指土体颗粒和孔隙的性状、排列方式(或组构)及颗粒试验得到原状土、部分重塑土和完全重塑土的应力一应变之间力的相互作用。土的结构性是一种复杂的客观存在，研究关系曲线，见图1～图3。土结构性最好的方法是使土的结构性破坏，而使土的结构性发I60生变化或破坏的根本途

4、径是扰动、加荷和浸水，扰动能够破坏I40土的联结作用，使土颗粒间的联结强度降低；加荷既能改变土I20山颗粒的排列方式，又能改变土颗粒的联结特征。笔者在室内100b80对原状土、部分愈合重塑土及完全重塑土进行不固结不排水三】6O轴试验，研究了结构性对淤泥质土强度的影响。一4O2O1试样基本物理性质指标及试验过程0，％1．1试样基本物理性质指标图1原状土样的应力应变关系曲线试验采用郑州新区淤泥质土，：I=的天然千密度为1．44可以看出，原状土在小应变阶段主应力差迅速增大，增长g／em，液限为49．5％，塑限为31．3％，塑限指数为18．4。土的速率较其

5、他两种破坏重塑试样明显，较高围压条件下，原状土颗粒组成：大于0．075mm的粒组含量占总含量的3．5％，0．05样应力一应变曲线起始段呈弹性变形；部分重塑土样的应力一～0．075mm粒组含量为4．0％，0．005～0．05mm粒组含量为应变曲线出现了小范围的弹性阶段；完全重塑土样应力一应变4．2％，小于0．005mm粒组占总量的48．3％。土料的不均匀关系曲线没有明显的弹性变形阶段，不同围压下应力一应变关系数为3．4，曲率系数为0．8，压缩系数为0．5MPa～，属于高压系曲线变化不明显。这种现象的主要原因是淤泥质土具有一缩性土。定的结构性，原状淤泥

6、质土在沉积过程中形成了一定的结构联1．2试验过程结强度，轴向作用力施加过程中引起该强度逐渐破坏，当轴向试验采用KTG—B型静j轴仪，通过财郑州新区淤泥质士应力较小时呈可恢复的弹性变形，应力增大至超过其屈服应力进行三轴压缩试验得到其应力一庸变关系曲线及抗剪强度指收稿日期：2010-02-02标。共制备原状士、部分重土和完全重塑土试样各3个，分基金项目：郑州市创新型科技人才培育计划领军人才项目(1OLJaC185)；教育别在100、200kPa和300kl’a的恒定刚压下施加轴向压力进行部留学回国人员科研启动基金资助项目。UU剪切试验，剪切速率为0．0

7、4mm／min，轴向应变速率为作者简介：黄志全(197O一)，男，河南潢川人，教授，主要从事岩土力学、边坡与滑坡工程方面的教学与科研工作。0．075％／min，轴向应变达到20％时，结束加荷．分别得到3种E-mail：huangzhiquan@ICWU．edu．en·98·人民黄河2010年第l1期一bb一∞∞舯∞∞如O∞∞如∞舳∞∞0时，结构联结强度遭到完全破坏呈变形不可恢复的塑性状态；表l试样的黏聚力与内摩擦角较高围压条件下原状土主应力差随应变的增加而快速增大，且在较小应变时主应力差增大到峰值。与张勇等对武汉软土的应力一应变关系分析结果一致，在

8、高围压条件下，围压不仅引起孔隙体积的压缩，而H引起土体微观结构的改变，土颗粒的排列更加紧凑和密实，土体骨架变得坚硬，使得土