初始组构对饱和粘土静动力特性影响的试验研究.doc

初始组构对饱和粘土静动力特性影响的试验研究土体的位移和变形主要是由土体内部结构变化所导致的,内部结构的不同会对土体工程特性的变化起着重要作用。土体成分、应力历史、当前状态和所处环境会对土体结构的形成产生影响。在河水入海口、软弱地基处理和工程固废料处理等都会遇到不同结构形式的土体。土体结构包括土的组构和联结。过去对于粘土结构性的研究中较少考虑组构的影响。因此,本文通过制备不同组构试样,研究了初始组构对粘土静动力特性的影响规律。对目前制备重塑土样的方法进行总结,研制了一套真空抽吸装置,实现了快速制备一批均匀性好、重复性高的粘土试样。采用改变孔隙中溶液的方法,实现了絮凝结构和分散结构土样的制备。对于制备的试样经过真空冷冻干燥过后,进行微观扫描试验,验证了两种土样的微观结构。对两种组构土样开展了固结渗透、压缩和固结不排水剪切试验。结果表明,在较小压力时,絮凝结构的渗透系数明显比分散结构大,随着固结压力的增加两者差别逐渐减小。不同组构的压缩系数差别较大,但回弹系数差别不大,这可能由于较大压力改变了颗粒的排列。在三轴剪切中,分散结构具有较高的强度和较大的刚度。分散结构呈现应力应变软化型,而絮凝结构为应变稳定型或轻微硬化。两种组构土样的有效应力路径和临界状态线明显不一样,絮凝结构土样表现出较大的剪缩性。对两种组构土样进行单向循环压缩试验。结果表明,不同组构土样具有不同的临界循环应力比。应力水平小于临界循环应力比时,絮凝结构土样的孔压和轴向应变较大;大于临界循环应力比时,分散结构为突然破坏,絮凝结构为逐渐破坏,强度较高。循环应力比为0.35时,絮凝结构的硬化程度比分散结构大。随着循环应力比的增加,土体开始出现软化,归一化滞回圈往右倾斜,软化指数小于1,分散结构的软化程度比絮凝结构大。循环荷载作用下后,土体产生正孔压,出现不同程度的超固结现象,似超固结比随着循环应力比的增加而增加。在较小循环应力下,对两种组构土样的循环后不排水强度影响不大;在较大循环应力下,絮凝结构土样的强度有所增加,此时其孔压较小,甚至负孔压,出现重度超固结。