賦存環(huán)境變化下的海積軟土物理力學(xué)特性試驗(yàn)研究

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1、賦存環(huán)境變化下的海積軟土物理力學(xué)特性試驗(yàn)研究賦存環(huán)境變化下的海積軟土物理力學(xué)特性試驗(yàn)研究趙文文二○一一年六月分類(lèi)號(hào)TU411.93密級(jí)公開(kāi)UDC碩士學(xué)位論文賦存環(huán)境變化下的海積軟土物理力學(xué)特性試驗(yàn)研究趙文文學(xué)科專(zhuān)業(yè)巖土工程指導(dǎo)教師周東教授論文答辯日期學(xué)位授予日期答辯委員會(huì)主席論文評(píng)閱人廣西大學(xué)學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說(shuō)明原創(chuàng)性聲明本人聲明：所呈交的學(xué)位論文是在導(dǎo)師指導(dǎo)下完成的，研究工作所取得的成果和相關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)屬?gòu)V西大學(xué)所有，本人保證不以其它單位為第一署名單位發(fā)表或使用本論文的研究?jī)?nèi)容。除已注明部分外，論文中不包含其它人已經(jīng)發(fā)表過(guò)的研究成果，也不包含本人為獲得其它

2、學(xué)位而使用過(guò)的內(nèi)容。對(duì)本文的研究工作提供過(guò)重要幫助的個(gè)人和集體，均已在論文中明確說(shuō)明并致謝。論文作者簽名：2013年月日學(xué)位論文使用授權(quán)說(shuō)明本人完全了解廣西大學(xué)關(guān)于收集、保存、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：按照學(xué)校要求提交學(xué)位論文的印刷本和電子版本；學(xué)校有權(quán)保存學(xué)位論文的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服務(wù)；學(xué)?？梢圆捎糜坝　⒖s印、數(shù)字化或其它復(fù)制手段保存論文；在不以贏利為目的的前提下，學(xué)?？梢怨颊撐牡牟糠只蛉?jī)?nèi)容。請(qǐng)選擇發(fā)布時(shí)間：□即時(shí)發(fā)布□解密后發(fā)布（保密論文需注明，并在解密后遵守此規(guī)定）論文作者簽名：導(dǎo)師簽名：2011年月日摘要為研究賦存環(huán)境變化對(duì)海積軟土物理

3、力學(xué)特性的影響規(guī)律，本文以廣西欽州港填海區(qū)域海積軟土為研究對(duì)象，采用機(jī)制模擬技術(shù)與室內(nèi)土工試驗(yàn)相結(jié)合方法，設(shè)計(jì)并加工制作了“浸泡—加載”聯(lián)動(dòng)試驗(yàn)平臺(tái)，采用四級(jí)上覆荷載和五種浸泡液，成功將賦存環(huán)境變化要素“印記”到海積軟土試模中，并在制模過(guò)程中對(duì)海積軟土軸向位移進(jìn)行了為期3個(gè)月的監(jiān)測(cè)，制模結(jié)束后對(duì)蘊(yùn)含有環(huán)境要素的制備樣進(jìn)行了離子成分測(cè)定、滲透試驗(yàn)、直接剪切試驗(yàn)、固結(jié)壓縮等試驗(yàn)，主要研究成果如下：1.通過(guò)在制模過(guò)程中對(duì)海積軟土試模進(jìn)行軸向位移監(jiān)測(cè)并在制模成功后對(duì)“印記”有環(huán)境變化要素的海積軟土進(jìn)行室內(nèi)固結(jié)試驗(yàn)，結(jié)果表明：浸泡液環(huán)境對(duì)海積軟土固結(jié)特性是有影響的，高濃度的Ca

4、2+浸泡液最能抑制海積軟土軸向壓縮變形。海積軟土固結(jié)變形受上覆荷載和浸泡液兩環(huán)境要素綜合影響，但何種環(huán)境要素在其固結(jié)變形過(guò)程中起主導(dǎo)作用，要視環(huán)境要素自身的等級(jí)與程度而定。2.對(duì)“印記”有環(huán)境變化要素的海積軟土進(jìn)行主要離子成分含量測(cè)定及室內(nèi)滲透試驗(yàn)，得到規(guī)律如下：不同環(huán)境要素條件下的海積軟土孔隙比、滲透系數(shù)和土中的（主要）化學(xué)元素含量，三者之間存在一定的關(guān)聯(lián)性，三者均表現(xiàn)出隨上覆荷載的增加而呈減小趨勢(shì)，在相同環(huán)境條件下，Mg2+更易通過(guò)海積軟土小而多的孔隙與其浸泡液進(jìn)行離子交換，宏觀表現(xiàn)為（溶液濃度）為2.5%Mg2+海水浸泡液環(huán)境中海積軟土滲透性最差。過(guò)高的上覆壓力

5、會(huì)使海積軟土密實(shí)，并一定程度上改變土體結(jié)構(gòu)，（從而）影響其與外界浸泡液間的離子交換，對(duì)海積軟土的滲透性也會(huì)造成影響。當(dāng)海積軟土受到初始第一級(jí)加載時(shí)，對(duì)高濃度浸泡液條件下泥土與外界進(jìn)行離子交換影響極大，其滲透系數(shù)的減小程度也最大。而在在低濃度的加強(qiáng)浸泡液環(huán)I境中，海積軟土與浸泡液間的離子交換同樣受到其上覆荷載變化的影響，并且影響程度不可忽視，一定情況下影響程度會(huì)超過(guò)浸泡液環(huán)境本身。對(duì)浸泡液而言，若某種加強(qiáng)濃度離子未達(dá)到飽和狀態(tài)，則不同環(huán)境條件對(duì)其余離子間的交換無(wú)明顯影響，而其最終的平衡狀態(tài)亦趨于相同。3.對(duì)“印記”有環(huán)境變化要素的海積軟土進(jìn)行直接剪切及固結(jié)試驗(yàn)，分析得到

6、以下力學(xué)性狀變化規(guī)律：海積軟土上覆荷載對(duì)土體粘聚力c值的變化起決定作用，對(duì)c值的影響大于浸泡液中化學(xué)組份對(duì)其影響。而浸泡液環(huán)境卻對(duì)海積軟土的內(nèi)摩擦角φ值影響顯著，至于何種環(huán)境要素在海積軟土內(nèi)摩擦角φ值的變化中起主導(dǎo)作用要視環(huán)境自身變化的程度而定。同時(shí)，多種環(huán)境下對(duì)比發(fā)現(xiàn)，Ca2+對(duì)海積軟土抗剪指標(biāo)如土體粘聚力c值和內(nèi)摩擦角φ值的增強(qiáng)作用最明顯。海積軟土作為結(jié)構(gòu)性土的一個(gè)表現(xiàn)，就是對(duì)不同環(huán)境要素下的應(yīng)力歷史有較強(qiáng)的記憶功能，由試驗(yàn)結(jié)果可以推測(cè)，環(huán)境要素諸如上覆荷載和浸泡液環(huán)境均對(duì)其先期固結(jié)壓力和結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的形成有顯著影響。2.5%Ca2+溶液浸泡環(huán)境下的海積軟土則會(huì)由于土

7、中Ca2+的顯著增加而使鈣質(zhì)膠結(jié)等作用增強(qiáng)，提高海積軟土的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，從而表現(xiàn)出此環(huán)境條件下的海積軟土先期固結(jié)壓力值高于其真實(shí)應(yīng)力歷史。關(guān)鍵詞：海積軟土賦存環(huán)境物理力學(xué)特性試驗(yàn)IIRESEARCHONTHETHERMALEFFECTANDMECHANISMOFCOHESIVESOILBASEDONMICROSTRUCTURE（僅供排版用）ABSTRACTThispaperdealswiththealluvial-fluvialcohesivesoilinNanningcitytoinvestigatethethermaleffectlawofcohes