結(jié)構(gòu)性黏土力學(xué)特性與微觀形態(tài)試驗研究.pdf

1、天然巖土材料是具有一定結(jié)構(gòu)性的復(fù)雜材料,其結(jié)構(gòu)性問題一直是巖土工程領(lǐng)域的前沿問題和研究難點。土體宏觀力學(xué)性質(zhì)與其微觀結(jié)構(gòu)變化是相互聯(lián)系的,因此如何考慮和描述結(jié)構(gòu)性對土宏觀力學(xué)性質(zhì)與工程特性的影響具有重要的理論意義與實踐意義。本文以徐州地區(qū)廣泛分布的Q3黏土為研究對象,在宏觀與微觀試驗研究基礎(chǔ)上,較為系統(tǒng)的總結(jié)了結(jié)構(gòu)性黏土的力學(xué)特性以及微觀結(jié)構(gòu)演變的規(guī)律;并以臨界狀態(tài)理論為出發(fā)點,提出了結(jié)構(gòu)性臨界狀態(tài)本構(gòu)模型。論文為進(jìn)一步從宏微觀結(jié)合揭示

2、結(jié)構(gòu)性土體變形機理奠定了研究基礎(chǔ)。
　　以下為主要研究內(nèi)容與創(chuàng)新性成果:
　　1.在對受輕微擾動的原狀Q3黏土與相應(yīng)重塑土樣進(jìn)行一維固結(jié)試驗的基礎(chǔ)上,分析了結(jié)構(gòu)屈服應(yīng)力、應(yīng)力歷史對土體固結(jié)特性的影響;
　　2.鑒于以往試驗研究大多不能反映土體實際固結(jié)狀態(tài)以及應(yīng)力水平較低的情況,采用GDS三軸試驗系統(tǒng)進(jìn)行了中高壓條件下的0固結(jié)三軸不排水剪切試驗并結(jié)合重塑土樣做了平行對比試驗,分析了0值變化規(guī)律以及前期固結(jié)壓力、應(yīng)力路徑等

3、條件對結(jié)構(gòu)性土變形和強度的影響;并利用輕微擾動原狀土與重塑土樣的試驗結(jié)果差異建立起結(jié)構(gòu)性強度作為衡量土體結(jié)構(gòu)性強弱的指標(biāo);
　　3.上述試驗結(jié)果表明結(jié)構(gòu)性土體在受力破壞時也存在著唯一的最終狀態(tài)。因此,基于臨界狀態(tài)理論建立了可以反映結(jié)構(gòu)性土體力學(xué)特性的彈塑性本構(gòu)模型,模型的特點在于引入初始各向異性張量來反映天然土體在0固結(jié)后所具有的初始結(jié)構(gòu)性與各向異性,并將結(jié)構(gòu)強度引入到結(jié)構(gòu)性參數(shù)中,建立起結(jié)構(gòu)性參數(shù)隨著變形衰減的硬化規(guī)律來反映土體