我国软土地区分布较广,以沿海、河、湖等地区为主,而这些地区大多是处于经济发展的重点区域内,借经济腾飞发展的契机,随之而来的基础建设项目也在如火如荼进行中。但是对于软土地基上的建筑物,由于软土自身的特性,在长时间荷载作用下会产生不均匀沉降现象,对生活、生产等社会发展行为埋下安全隐患。本文以南沙软土为研究对象,基于一维固结蠕变试验和剪切蠕变试验等宏观试验、SEM(扫描电镜)和Image J图像分析软件等微观试验,在宏观层面上定性、微观层面上定量分析南沙软土的蠕变变形机理,并通过建立软土蠕变本构模型描述软土蠕变过程。本文的主要研究内容以及结论有如下几点:(1)采用一维固结蠕变试验和剪切蠕变试验等宏观试验对南沙原状软土的宏观蠕变特性进行分析研究。在分别加载作用下,软土在每级加载的初始瞬间都会产生与时间无关的瞬时变形,蠕变曲线随时间的增加呈现弧形变化的趋势,其斜率逐渐减小,直至趋于水平直线,反映出土体的衰速蠕变特性。软土处于较低轴向应力和较低剪切应力时,变形量较小且在较短时间内稳定增曲线长至某一定值,表现出衰减蠕变的特性;软土处于较高轴向应力和较高剪切应力时,软土先处于加速蠕变阶段,出现不同的弯曲弧线,随时间的发展逐渐进入衰减蠕变阶段,等速蠕变时间随应力水平的提高而增长。(2)采用SEM(扫描电镜)和Image J图像分析软件等微观试验对各蠕变条件下南沙原状软土的微观蠕变特性进行分析研究。南沙软土的微观结构形态表现为疏松多孔的骨架状结构和粘粒团聚的紊流状结构,土体颗粒接触形式以边-边、边-面接触为主。在蠕变过程中,土体颗粒和孔隙大小的变化都遵循大孔隙优先改变原则,土体颗粒逐渐挤密压实,孔隙的轮廓逐渐趋向近椭圆。(3)以宏观试验定性、微观试验定量分析为原则,综合宏观蠕变试验和微观蠕变试验的结果,从宏观和微观层面分析南沙软土的蠕变变形机理。宏观上,南沙软土在蠕变全过程中表现出加速蠕变阶段、衰减蠕变阶段和稳定蠕变阶段。微观上,软土土粒从松散、不规则的状态,转换到排列紧密的状态,再保持相对稳定的状态,对应着宏观特性上变形量先增加后稳定在某一定值的趋势;影响蠕变机理的因素较多,选择适当的宏观尺度和微观尺度对蠕变机理的分析有着重要意义。(4)通过推导南沙软土的非线性蠕变本构方程并进行建模,选取五元件广义Kelvin模型作为线性粘弹性部分的本构模型,选取一个圣维南塑性固体、一个胡克弹性固体、一个Maxwell模型并联的蠕变模型作为线性粘塑性部分的本构模型;选取幂函数的经验模型作为非线性粘塑性部分的本构模型。运用Origin 2017计算模型各参数值,并与剪切蠕变试验中蠕变曲线的结果对比,得到较好的拟合效果。