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温度对饱和黏性土力学特性的影响是近年来岩土工程领域研究的一个热点课题,在热能贮存、地热资源开发、核废料处置、供热管道设计、软土地基加固等工程领域有良好的应用背景。目前国内外对饱和黏土热固结问题,特别是含有内热源的热-水-力特性问题无论在室内试验研究方面还是在解析和数值分析方面均有一定的研究成果。但同时也可发现,现有关于热固结的研究尚未形成完整的理论体系,尤其是不同温度路径下饱和黏土的热响应问题研究不够明确。因此,本文利用自行研制的热固结试验装置,深入系统地开展了不同温度路径下饱和黏土的热固结特性研究,主要工作如下:(1)测定了内外边界等温(室温250C)条件下,不同应力状态下(50kPa,100kPa,150kPa,200kPa)的固结过程,包括孔隙水压力的消散过程,体应变随时间的变化过程,以及固结过程中的温度波动。(2)测定了内外边界在相同温度荷载作用下,同一应力状态下,不同升-降温路径(单级升-降温路径:25℃一40℃一25℃,25℃一50℃一25℃,25℃一60℃一 25℃,25℃一75℃一25℃;多级升-降温路径:25℃一40℃一50℃一60℃一75℃一 60℃一50℃一40℃一25℃)的热固结过程,以及同一升-降温路径在不同应力状态下的热固结过程。包括不排水升降温的温度和压力室内水体积的变化,孔隙水压力的演化过程,固结体应变的演化过程。(3)对比分析了内外边界在相同温度荷载作用下,单级升-降温路径与多级升-降温路径在四种应力状态下固结过程,以及内外边界不同温度荷载作用下,多级升-降温路径(内边界:25℃一50℃一50℃一75℃一75℃一25℃,外边界:25℃一 40℃一50℃一60℃一75℃一25℃;内边晃:25℃一40℃一50℃一60℃一75℃一50℃一 25℃,外边界:250C一500C一50℃一75℃一75℃一50℃一25℃)与内外边界相同温度荷载作用下多级升-降温路径热固结过程。(4)推导了考虑多孔介质密度、孔隙率等材料参数随温度和压力为非线性变化的热-水-力耦合控制方程,其中采用了非线性弹性本构方程以及粘性耗散性等热源项,并针对一维热源情形分析温度、孔压和位移等的演化过程。基于论文试验结果,得出不同升-降温路径下饱和黏土热固结过程中孔压和体应变的演化规律,建立了虑多孔介质密度、孔隙率等材料参数随温度和压力为非线性变化的热-水-力耦合模型,并分析了-维热源情形的温度、孔压和位移的演化过程。论文成果进-步发展和完善了饱和黏土的热固结理论,对一些涉及土体温度效应的工程应用也有一定的指导价值。