高应力水平下深部黏土力学特性微观分析.pdf

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1、第34卷第2期Vo1．34No．220l2年2月Feb．2012高应力水平下深部黏土力学特性微观分析商翔宇一，余海岁一，周国庆，王飞，陆勇(1．中图矿业大学深部岩土力学与地下工程国家重点实验室，江苏徐IL,I221008；2．中国矿业大学力学与建筑工程学院，江苏徐州221ll63．英国诺丁汉大学土木工程学院岩土力学中心，英国)摘要：深部黏土在不同应力水平作用下会表现出不同的力学特性，已有试验结果表明高应力水平下正常固结饱和深口部黏土的压缩指数和内摩擦角均小于中常压下相应值。为揭示深部黏：力学性质发生上述变化的内在机理，首先利用岩_。现有基于双电

2、层理论推算高压黏土压缩曲线的计算方法对试验结果进行验证计算，发现其低估了深部黏土在高压下的压缩性，分析表明原有的两黏土薄片中点无量纲势函数与黏土薄片无量纲距离参数的对数假设关系存在不合理之处，利用新提出的假设以及相应的计算方法获得的预测计算结果能够很好地与试验结果相吻合。然后利用弹性黏着摩擦理土一论对内摩擦角随应力水平变化进行了计算分析，结果表明在0．2MPa作用下土的摩擦系数是1．6MPa相应值的2倍，与工实测结果基本一致。关键词：深部黏土；高应力水平；力学特性：微观分析呲中图分类号：TU47文献标识码：A文章编号：1000—4548(201

3、2)02—0363—06程作者简介：商翔宇(1977一)，男，河南汝阳人，博士，副教授，主要从事深土力学、深部岩土工程等方面的研究与教阻学工作。E．mail：xyshang@126．com。学gMicroanalysisofmechanicalcharacteristicsofdeepclayunderhighstresslevel报眦SHANGXiang—yu一，YUHai—sui一，ZHOUGuo—qing，Ⅵ，ANGFei，LUYong2f1．StateKeyLabforGeomechanicsandDeepUndergroundEngi

4、neering，ChinaUniversityofMiningandTechnology,Xuzhou221008，China；2．SchoolofMechanicsandCivilEngineering。ChinaUniversityofMining&Technology,Xuzhou221116，China；3．NottinghamCentreforGeomechanics，SchoolofCivilEngineering，UniversityofNottingham，Nottingham，UK)Abstract：Thedeepclayex

5、hibitsdiferentmechanicalpropertiesunderdifferentstresslevels．Theavailabletestresultsshowthatthecompressionindexandinternalfrictionangleofnormallyconsolidatedsaturateddeepclayathighpressurearelowerthanthoseatmediumandlowpressures．Inordertorevealtheintrinsicmechanismoftheclayf

6、ortheabovemechanicalchange，thee—Pcurveoftheclayathighpressureisfirstlycomparedwiththatcalculatedbytheexistingmethodwhichcanpredictthee—Prelationshipatlargepressurebyuseoftheparametersobtainedfromexperimentale——Pdataatlowpressurebasedonthediffusedouble—layertheory．Itisseentha

7、tthecalculatedresultsunderestimatesthecompressionofthedeepclayathighpressure．Unreasonablehypothesisthatthereisalogarithmrelationshipbetweenthedimensionlesspotentialfunctionatthemidpointoftwoclayplateletsanddimensionlessdistancefunctionisdiscovered．Theimprovedhypothesisandthe

8、relevantprocedureareproposed．Thereisquitegoodagreementbetweenthecalculateda