孔隙溶液環(huán)境對黏土力學特性影響的試驗研究.pdf

1、為研究海底隧道所處海洋環(huán)境對黏土力學特性的影響，本試驗專門設計氣壓制備重塑高嶺土裝置，從海洋環(huán)境的高水頭條件和孔隙溶液環(huán)境兩大顯著特點入手，按不同配比設計模擬試樣的沉淀環(huán)境，控制土體沉淀過程，有效改變孔隙水化學特性，制備均勻土樣，保證了重塑制樣過程黏土微觀結構的形成。通過反壓控制器溶液隔離裝置，實現后期三軸試驗過程中反壓飽和、微觀結構重塑固結、加載至破壞階段整個微觀結構形成過程都模擬對應的介質環(huán)境。通過反壓模擬海洋環(huán)境高水頭條件下的高靜

2、孔壓特征，進行系列三軸排水和不排水試驗探究了高水頭條件下黏土的力學特性。
　　在此基礎上探究孔隙溶液特性對軟黏土的抗剪強度、應力應變關系、應力路徑規(guī)律、孔壓累積特征等力學特性的影響規(guī)律。試圖從黏土微觀沉淀的形成機理出發(fā)，從軟黏土微結構的幾何形態(tài)解釋不同孔隙水環(huán)境對其力學特性的影響。
　　高水頭條件的排水和不排水試驗表明，相同有效固結應力作用下，試樣的不排水抗剪強度隨著反壓大小的不同而產生變化，但反壓大小的影響并不是線性關系。

3、排水剪切過程中反壓對力學特性，特別是抗剪強度的影響程度較小，即排水條件相對減弱了反壓條件對抗剪強度的影響。相同反壓和有效固結應力的試樣，其臨界狀態(tài)線是唯一的，并發(fā)現具有相同有效固結應力但反壓不同的高嶺土試樣，反映在p'-q曲線圖上的最終有效應力狀態(tài)會落在一條平行于不排水剪切過程總應力路徑的直線上。
　　不同酸堿鹽環(huán)境下重塑高嶺土的不排水試驗表明，pH=5時，黏土顆粒間靜電引力主導形成邊-面式絮凝結構，初始孔隙比大，在較低固結應力下

4、，抗剪強度和應變模量低，隨著固結應力增大，微觀顆粒重排布，抗剪強度和應變模量均增大;pH=9顆粒間以雙電層排斥力為主導，形成面-面式聚集或分散結構，土體在低固結應力下顆粒間距較小，孔隙比較小，抗剪強度較大，隨著固結應力增大，這種分散結構表現強度較低，初始切線斜率也變低;NaCl溶液改變土體顆粒間相互作用，平衡黏土顆粒表面部分負電位，減小顆粒間斥力，使土體由分散結構轉向邊-面式絮凝結構，抗剪強度因此均高于pH=7的情況，在應力路徑、孔壓累