天然沉积结构性土的压缩屈服特性研究

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土体经过沉积作用后,表现出结构性,使之与重塑土特性有差异。工程上结构性土的压缩屈服过程受应变速率及加荷速率影响。本文选取福州市仓山区与马尾区天然沉积土,通过对原状土和重塑土开展MSL试验、CRS试验和CRL试验,并结合收集自文献的数据,研究天然沉积土压缩屈服特性。探讨应变速率及加荷速率对天然沉积结构性土压缩屈服特性的影响规律,并建立考虑应变速率影响的天然沉积土结构性压缩模型。论文主要的研究内容与结果如下:(1)对福州市仓山区与马尾区原状土和重塑土进行MSL压缩试验,分析一维常规分级加载实验中原状土与重塑土的压缩特性。原状土和不同制样条件重塑土在e-logσ、’,坐标系中的压缩曲线均出现了明显拐点,即存在固结屈服应力(重塑屈服应力)。利用孔隙指数可把压缩屈服后曲线归一化,归一化所得曲线与固有压缩曲线重合。(2)对重塑土及原状土进行CRS固结试验及CRL固结试验,分析加载方式及速率对应力-应变关系,孔压特征,重塑屈服应力(固结屈服应力),固有压缩指数,固结系数的影响规律,应变速率或加荷速率增大都会使曲线向右平行移动,且屈服后曲线基本上都平行;试验压缩指数随竖向有效应力增大而增大,达到峰值后保持不变;应变速率或加荷速率增大,固结指数也增大,随着竖向平均有效应力增加,固结系数逐渐减小,最终会趋向一个稳定值;CRS固结试验中孔压随应变速率增大而增大,应变速率的增大也会导致孔压增大速度的加快。对于CRL固结试验,孔压随加荷速率增长而增长,达到峰值后降低。(3)利用Burland提出的孔隙指数概念,用考虑速率影响实测的e100*、e1000*计算的Iv可以将重塑土不同加载速率的CRS固结试验和CRL固结试验得到的压缩曲线屈服后归一化到固有压缩线上。(4)对重塑土和福州原状土及文献中收集的原状土CRS固结试验应力-应变曲线分析,用孔隙指数归一化,得到一组随应变速率变化的曲线。并基于Burland的固有压缩线及Liu的模型对曲线进行分析,提出了考虑速率影响的天然沉积土结构性压缩屈服模型,并分析了参数的变化规律。
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