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近年来我国东南沿海地区在交通、海洋工程项目上投入了空前的建设力度,以适应经济的高速发展,满足交通运输、海洋资源开发的不断需求。该地区工程特性复杂的软粘土层分布广泛,开展在车辆、波浪等荷载作用下软基性状的研究对合理进行设计有着十分重要的意义。主应力方向旋转变化是车辆、波浪等荷载作用下地基土体所受应力路径的主要特征,其对土体的影响与主应力轴定向剪切应力路径有着显著差别,但目前这方面的研究成果较少,急待丰富与完善。有鉴于此,本文在前人工作基础上,对杭州地区典型原状软粘土开展了考虑主应力方向变化的系列试验研究,主要工作如下:1.对目前国内外主应力轴单向旋转条件下土体性状研究的室内试验成果进行了系统分类与总结,并在总结已有成果基础上着重指出争议与不足之处。此外还改进了适宜制备较大规格的原状软粘土空心试样的切样装置及安装方法。2.基于空心圆柱仪在动态加载时围压恒定的约束条件,推导得到了一系列实用可行的主应力轴动循环旋转应力路径加载方案。3.对试样进行了考虑主应力方向变化的静态不排水试验。试验结果表明:(1)纯主应力轴旋转可导致试样产生可观的孔压积累,采用主应力全量和增量形式的亨开尔公式可以较合理地分析试样在主应力轴定向剪切与旋转过程中的孔压开展特征。(2)总应力体系下,试样破坏时的剪应力峰值及剪切带开展特征由主应力方向及中主应力参数决定,主应力轴旋转的影响很小。有效应力体系下可以采用修正的Lade-Duncan破坏准则考虑主应力轴旋转对试样破坏的影响。(3)试样在主应力轴旋转与定向剪切路径下,均表现出显著的各向异性特征。(4)主应力轴旋转使试样应力应变增量表现出明显的不共轴,但其对试样破坏时的应变值影响较小。(5)总结了粘土试验中初始主应力方向、初始中主应力系数等因数对孔压、抗剪强度的影响,并与其对砂性土的影响进行了比较。