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高速铁路已在我国大部分区域,尤其是东部地区成规模地修建,为保证高铁运营的安全性和舒适性,相关规范中对基础设施沉降限值提出了严格要求。实现高铁路基沉降的精确化控制,关键在于准确评估和预测地基土的压缩行为。为此,在深刻理解土壤颗粒之间组织结构形成过程的基础上,将自然沉积土压缩属性分为本质属性和附加属性两部分。指出本质属性是土体本身所固有的性质,明确附加属性是地质历史进程中伴随颗粒之间组织结构形成而产生的压缩特性。分别对本质和附加属性的影响机理进行探讨,建立通过基本物理参数和重要环境要素评估自然沉积土压缩属性的精细化方法。主要工作和成果如下:一)提出了“自然沉积土压缩属性分为本质属性和附加属性”的技术思想。1)自然沉积土压缩属性拆分的必要性。当土体处于完全重塑状态时,颗粒之间基本无连结,所体现出来的性质具有与生俱来的先天特性,即本质属性;而在完成沉积后的漫长地质历史过程中,土体形成了内部组织结构,逐渐生成了新的力学属性,即附加属性。本质属性和附加属性的来源完全不同,因而两种属性的影响因素也不相同。为达到对影响土体压缩属性的各因素进行量化分析的目的,就必须将自然沉积土压缩属性拆分为本质和附加属性。2)自然沉积土压缩属性拆分的可行性。本质属性是土体完全重塑状态下所体现出的力学特性,可将自然沉积土通过浸水作用后得到完全重塑土样,作为探究本质压缩属性的试验原材料。而自然沉积土样压缩曲线分布在相应重塑土样的上侧,两者之间的间隙即代表了附加压缩属性的演变规律。因此,对土体本质属性和附加属性分别展开单独研究的方案是可行的。二)重塑土压缩行为本质属性的影响机理及压缩曲线1)开展了京沪高铁李窑试验段完全重塑土样室内一维固结试验,收集了其它26种初始含水率wO等于液限wL的重塑土压缩试验数据;在规定以100kPa有效上覆压力下对应孔隙比e100*和压缩指数 Cc*为压缩常量的基础上,提出了用e100*和Cc*表征本质压缩属性的基本思路;分别探讨了液限下孔隙比eL与压缩常量e100*和Cc*的相关关系,揭示了wL对本质压缩属性的影响机理。2)对于同种黏土不同初始含水率的重塑土样,开展了一维固结试验;以初始含水率与液限比值wO/wL表征含水率变化,探讨了wO/wL与压缩常量e100*和Cc*之间的相关关系,揭示了初始含水率w0对本质压缩属性的影响机理,建立了综合考虑液限和含水率估算压缩常量e100*和Cc*的关系式。3)考虑到塑性指数Ip的影响有限,确立了先通过液限wL和初始含水率wO计算e100*和Cc*、再基于塑性指数Ip进行修正的基本思路,提出了对于低塑性指数黏土,需对Cc*进一步折减的计算方法;建立以WL和wO进行初步估算、以Ip进一步修正,以获取压缩常量e100*和Cc*精确估算值的方法。4)针对Burland(1990)本质压缩理论框架,在明确多因素影响的压缩常量e100*和Cc*估算方法的基础上,提出了综合考虑wL、wO和Ip推求土体本质压缩曲线的方法,并得到了试验数据的验证。三)自然沉积土压缩行为附加属性的影响机理及压缩曲线1)根据自然沉积土压缩曲线分布在本质压缩曲线上侧的基本规律,提出了利用两者间隙确定附加压缩曲线的方法;指出了随上覆压力σ’v增加,自然沉积土附加孔隙指数△Iv具有先增大、后减小的特点;明确了在屈服压力点σ’vy处得到最大附加孔隙指数△Ivmax这一特征。2)选取了地处古黄河三角洲地区京沪高铁李窑工点附近区域的钻孔数据,明确了自晚更新世至全新世早期海平面起伏能够影响土样沉积状态,指出了全新世中期以来快速沉积对土体沉积状态和力学参数影响显著,提炼了沉积速率v和海平面位置为关键环境要素。3)开展了京沪高铁李窑原状土的一维固结试验;估算了全新世中期以来沉积速率v与距今年代数t之间的定量关系,建立了高海平面时期土样沉积速率v与最大附加孔隙指数△Ivmax的反比例函数关系;揭示了沉积速率v对附加属性的影响机理;提出了低海平面时期,需对△Ivmax进行相应折减修正。4)通过假设屈服前土体附加孔隙指数△Iv与上覆压力σ’v的对数呈线性相关关系,以及屈服后△Iv与 σ’v呈反比例函数关系,建立了通过沉积速率v、海平面位置和埋深d推求附加压缩曲线的方法。通过将相同上覆应力下附加曲线与本质曲线对应孔隙指数Iv作算数相加,得到自然沉积土预测压缩曲线,通过与试验曲线对比,验证了所提估算方法的合理性。四)基于常规土工参数的自然沉积土整体压缩属性简易评估方法1)提出了以标准压缩模量反映压缩曲线初始段割线斜率;根据Terzaghi提出的液限与压缩指数经验公式,明确了用液限代表压缩曲线高压力段切线斜率的基本思路;在以初始孔隙比反映压缩曲线起点位置的基础上,建立了自然沉积土压缩属性简易评估方法,并得到了试验数据的验证。2)通过误差因素讨论,指出了液限与压缩指数经验公式引起的误差对估算结果准确性影响较小,明确了该方法具有较好适用性。