上海軟黏土結(jié)構(gòu)性對其力學(xué)特性影響的試驗研究.pdf

1、天然土體都具有一定的結(jié)構(gòu)性。國內(nèi)外學(xué)者針對不同地區(qū)的軟黏土，通過不同的研究手段，對土的結(jié)構(gòu)性進(jìn)行了一定的研究。研究結(jié)果表明，軟黏土原有結(jié)構(gòu)的破壞會導(dǎo)致一些力學(xué)特性發(fā)生明顯變化，諸如壓縮特性、剪切特性等，這對工程建設(shè)影響較大。本文對上海軟黏土的原狀樣和重塑樣進(jìn)行了壓縮、直剪、三軸等試驗?；谠囼灲Y(jié)果分析，初步得到了結(jié)構(gòu)性對上海軟黏土壓縮特性、剪切特性及屈服特性的影響規(guī)律。
　　 本文所開展的具體工作及主要研究成果如下：
　　

2、 (1)對上海第四層軟黏土的原狀樣和重塑樣進(jìn)行了一維壓縮試驗。結(jié)果表明，結(jié)構(gòu)性對其壓縮曲線性狀的影響非常明顯，重塑土的e-lgp壓縮曲線為一壓縮指數(shù)恒定的斜線，而原狀土以結(jié)構(gòu)屈服應(yīng)力為界分為兩段曲線。原狀土的壓縮模量在結(jié)構(gòu)屈服應(yīng)力處達(dá)到峰值，結(jié)構(gòu)性喪失后與重塑土的變化趨勢一致。根據(jù)壓縮試驗結(jié)果，初步評價了上海軟黏土的結(jié)構(gòu)性：SCL曲線明顯的在ICL曲線上方；結(jié)構(gòu)屈服應(yīng)力約為125kPa左右。
　　 (2)對上海第四層軟黏土的原

3、狀樣和重塑樣進(jìn)行了直剪試驗，對其破壞剪切面上的含水率進(jìn)行了量測分析。試驗結(jié)果證明，結(jié)構(gòu)性對強度曲線的影響較為明顯：重塑土的強度線是一過原點的斜線，粘聚力為0；原狀土的強度線以結(jié)構(gòu)屈服應(yīng)力為界呈折線形，后段折線與重塑土的特性一致。上海軟黏土原狀樣和重塑樣的內(nèi)摩擦角與塑性指數(shù)存在著良好的線性關(guān)系，隨塑性指數(shù)的增大而減小，但重塑土的變化幅度小許多。進(jìn)一步研究了結(jié)構(gòu)性對剪切破壞時含水率的影響，原狀土的剪切破壞時含水率與應(yīng)力的曲線及孔隙比與剪應(yīng)力

4、的曲線均在重塑土的上方。
　　 (3)分別對上海軟黏土原狀樣和重塑樣進(jìn)行K0固結(jié)三軸壓縮和三軸拉伸試驗，首次研究了結(jié)構(gòu)性對其剪切特性的影響。試驗結(jié)果顯示，原狀土的抗剪強度比重塑土的大。原狀土壓縮剪切試驗的孔壓增量比重塑土的大，重塑土拉伸剪切試驗的孔壓增量比原狀土的大；無論壓縮或拉伸試驗，原狀土的體變均比重塑土的大。進(jìn)一步的研究表明，原狀土和重塑土的壓縮和拉伸的剪切模量，隨著剪應(yīng)變的增大，逐漸減小，并在某一應(yīng)變下變化趨勢越來越趨于

5、平緩。原狀土的壓縮剪切模量比重塑土的要大，而拉伸的剪切模量基本上相同。上海軟黏土重塑樣的Su/σv值大于原狀土的，進(jìn)一步的分析了原狀土和重塑土各向異性和各向等壓(在拉伸或壓縮)的Su/σv值。
　　 (4)開展了針對上海軟黏土不同等應(yīng)力比試驗，首次獲得了上海軟黏土原狀樣和重塑樣的屈服特征：不同等應(yīng)力比的壓縮曲線均在各向等壓固結(jié)線的下方，且壓縮曲線在拉伸曲線的上方，沿著遠(yuǎn)離各向等壓固結(jié)線的方向，不同等應(yīng)力比值逐漸增大。進(jìn)一步的分析