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东部沿海经济发达地区的大型工程（高速公路、机场跑道等）相继建在饱和粘性土地基上，以往对地基土特性的认识以及工程设计中都是依赖于建立在重塑土试验结果基础上的土力学理论体系。然而实际工程建设中所面对的大多是天然沉积土，由于结构性的存在，具有与相应重塑土截然不同的力学性状。土结构性的重要性已越来越多的受到认可，也是目前岩土学术界研究的难点和热点问题。充分认识天然沉积粘土的结构性特征、准确模拟受结构性影响的原位力学性状以及探求应用于工程实践的方法，具有重要的研究价值和实用意义，本文正是围绕这一主题展开研究和讨论的。
论文采用结构性土的宏观土力学试验研究方法，以重塑土的基本力学性状作为参考基准，通过原状样与重塑样的对比试验揭示天然沉积粘土的结构性特征，进而在重塑土力学特性上增加反映土结构性的指标以分析和模拟天然沉积粘土的原位力学性状。首先针对太湖湖沼相区域性天然沉积粘土的结构性特征进行了评价，提取了相关结构性参数；然后探讨了结构性参数与压缩指标之间的关系，建立了考虑结构性影响的压缩模型与天然地基的沉降计算方法；在分析结构性对渗透系数影响的基础上，综合压缩模型和渗透模型，建立了任意荷载下天然地基一维非线性固结分析方法；最后基于修正剑桥模型的基本思想，通过构造相关结构性参数的演化方程来反映结构性对应力应变关系的影响，建立了适用于天然沉积土的弹塑性本构模型，并对模型进行了程序实现和验证。主要完成的工作包括以下几个方面：
(1)开展了宏观结构性特征试验评价研究，提取表征结构性的指标。利用重塑土的固有特性作为评价参考基准，通过太湖湖沼相典型沉积土原状样与相应重塑样的固结压缩试验，辅助于CPTU原位试验，从压缩特性和强度特性方面探讨了如何评价土结构性对天然沉积土力学性状的影响。试验结果表明：除传统的强度灵敏度St外，屈服应力比YSR、应力灵敏度Sσ、稳定指数SI可作为定量分析和评价土结构性影响的指标，并建立了Sσ与YSR、SI之间的关系。
(2)分析了结构性对天然沉积粘土的原位压缩特性的影响。根据e～1ogσ’v坐标中天然沉积土压缩指数的非线性变化规律，以附加孔隙比Δe（其归一化后为SI）作为表征原状土的结构状态参数，结构破损指数6来刻画压缩过程中的结构破损速率，基于扰动状态概念，引入定量分析Δe随固结压力变化关系的方法，得到一维扰动状态概念(DSC)压缩模型，以描述结构性土屈服后压缩损伤规律，为本构模型的建立提供必要的理论基础。进而为了实际应用中沉降计算的方便，引入能对天然土体压缩曲线有效线性化的双对数坐标1g(1+e)～1gσ’v，在该坐标体系下，分析了屈服后压缩指数C’与结构性参数SI、物理特性指标wL之间的关系，建立了考虑结构性影响的天然地基沉降计算方法。
(3)研究了受结构性影响的天然地基一维非线性固结性状。从固结系数的定义出发，先通过固结渗透试验，分析了原状样和重塑样在压缩变形过程中渗透系数随孔隙比减小的变化模式，给出1g(1+e)～1gκv渗透模型，再结合1g(1+e)～1gσ’ν压缩模型，参考求解任意荷载下线性固结问题的方法，推导了能综合考虑结构性对压缩特性影响和固结过程中渗透系数变化的天然地基一维非线性固结方程，并基于半解析解法编制了相应的计算程序ODNCASSC，对一维非线性固结性状进行了分析，且通过Berthierville试验场地的工程实例验证该固结计算程序对实际工程的分析能力。
(4)建立了考虑结构性和初始各向异性影响的天然沉积粘土的弹塑性本构模型。通过GDS应力路径三轴试验研究了κ0固结天然沉积粉质粘土初始屈服性状。在修正剑桥模型的模型基础上，引入结构性参数——应力灵敏度Sσ与结构破损指数6，构造了形式简单的结构性演化方程，以反映天然沉积土初始结构性效应与屈服后结构破损过程，并结合改进的屈服面和硬化规律，建立了考虑结构性和初始各向异性影响的本构模型，并利用本文试验结果与他人试验结果初步验证了所建立模型的合理性和准确性。
(5)实现了本构模型的程序化，并应用于工程实例分析。借助Plaxis有限元软件User_Mod子程序功能，编译了本文本构模型的动态数据链接库，实现了模型的程序化，并对宁常高速塑料排水板堆载预压的一个典型断面进行计算分析，通过对比有限元计算结果与实测结果，验证了本文建立的本构模型用于天然地基变形分析的可行性与有效性。