南京下蜀土顆粒分形及結構強度研究.pdf

1、土作為一種歷史沉積的產物，在沉積過程中受沉積環(huán)境、土顆粒性質、表面力以及沉積后各種地質作用的影響，具有多相體系。其工程地質性質取決于內部結構性和外部荷載的綜合作用。對于結構性土來說，微觀結構系統(tǒng)的狀態(tài)和整體行為在很大程度上控制著土的宏觀力學行為，是土體工程地質性質的內在核心。本文對南京地區(qū)普遍存在的地區(qū)性土--下蜀土的結構性展開研究，具體的工作如下：
　　 1、根據顆粒級配試驗結果，結合分形理論，研究了南京下蜀土顆粒的分形結構特

2、征。結果表明分維值隨著粘粒含量的增大而增大，且與不均勻系數(shù)和曲率系數(shù)有良好的非線性關系，土的級配越好，其粒徑分形維數(shù)越大。土顆粒的粒徑分形維數(shù)具有明確的工程地質意義，能夠反映出土的形成環(huán)境和原因、演化特征、級配及分選性，且計算簡便、物理意義明確，可以作為土的一個分類指標。
　　 2、對原狀樣、重塑樣進行三軸試驗(固結不排水)，隨著剪應變的發(fā)展，應力差曲線分為兩個部分，存在明顯的分界點，表明下蜀土存在良好的結構性。在分界點前，應力

3、隨應變的增大而急劇增大，表明土體的結構強度迅速的發(fā)揮；到達分界點的極大值后，隨著應變的增大逐漸減小，表明土體結構發(fā)生破壞了，土體的各結構單元正在重新排列，其結構破壞的抵抗強度在逐漸降低，最終當各個結構單元重新排列穩(wěn)定時，土體結構完全被破壞。
　　 3、討論了圍壓和含水量對下蜀土結構強度的影響。結構強度和圍壓間存在良好的線性關系；結構強度和含水量間存在良好的冪函數(shù)關系，下蜀土的結構強度和含水量的關系為qs=25182.9e-0.2

4、78229ω。結構強度隨著含水量的增加而急劇降低，南京下蜀土的結構強度終止含水量取為20％。
　　 4、根據原狀土、飽和原狀土、重塑土的三軸應力--應變關系，定義了一個能全面反映土顆粒排列特征和土顆粒連結特征的土體結構定量化參數(shù)--結構勢，從理論上分析了該參數(shù)具有合理性、廣泛性、靈敏性和穩(wěn)定性。利用試驗結果對該參數(shù)進行驗證。
　　 5、利用分形理論，根據孔隙分形模型和吸力之間的關系，推導出南京非飽和下蜀土的結構強度和吸力