長時高壓K0固結(jié)再凍結(jié)粘土的卸載強度及蠕變特性研究.pdf

1、深厚表土層凍結(jié)鑿井中,凍結(jié)壁與井壁的相互作用決定了凍結(jié)壁、井壁的安全乃至整個凍結(jié)鑿井工程的成敗。為此,需首先開展深部人工凍土的卸載力學(xué)特性研究,為深入研究掌握深部凍結(jié)壁的力學(xué)特性奠定基礎(chǔ)。
　　為此,以深部土重塑人工凍結(jié)粘土為研究對象,基于“長時高壓K0固結(jié)——凍結(jié)——恒軸壓卸圍壓”試驗?zāi)Ｊ?通過大量的凍土三軸卸載實驗,系統(tǒng)地研究了卸載路徑下人工凍土的變形強度特征及蠕變特性,并揭示了凍結(jié)溫度、固結(jié)應(yīng)力、固結(jié)時間對凍土強度及變形特性

2、的影響規(guī)律。
　　首先,開展了深部土重塑粘土的長時高壓K0固結(jié)試驗,得到了不同固結(jié)應(yīng)力(8MPa、10MPa、12MPa、14MPa、16MPa),不同固結(jié)齡期(1d、3d、7d、14d、28d)下,土體固結(jié)過程中的軸向位移-時間曲線及其K0的變化規(guī)律。
　　其次,對長時高壓K0固結(jié)后的粘土試樣進行有載凍結(jié)試驗,得到了土體在8~16MPa軸向應(yīng)力約束下,凍結(jié)溫度在-5℃~-25℃時,土體的凍脹量,并獲得了固結(jié)應(yīng)力、凍結(jié)溫度對

3、土體凍脹量的影響規(guī)律。
　　而后,開展了凍土試樣的恒軸壓卸圍壓試驗研究,得到了卸載路徑下不同固結(jié)條件、不同凍結(jié)溫度土體的應(yīng)力-應(yīng)變曲線、強度值、破壞應(yīng)變;通過單因素循環(huán)試驗結(jié)果獲得了凍結(jié)溫度、固結(jié)時間、固結(jié)應(yīng)力3個因素對凍土強度、抗變形能力、破壞應(yīng)變的影響規(guī)律,并用修正的Duncan模型對凍土的應(yīng)力-應(yīng)變曲線進行擬合,得到了曲線擬合參數(shù);通過正交試驗獲得了凍結(jié)溫度、固結(jié)應(yīng)力、固結(jié)時間對凍土強度及割線彈模的影響程度,凍結(jié)溫度是主要影