本文關(guān)鍵詞：結(jié)構(gòu)性黏土力學(xué)特性與微觀形態(tài)試驗(yàn)研究　出處：《中國(guó)礦業(yè)大學(xué)》2014年碩士論文　論文類(lèi)型：學(xué)位論文

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【摘要】：天然巖土材料是具有一定結(jié)構(gòu)性的復(fù)雜材料，其結(jié)構(gòu)性問(wèn)題一直是巖土工程領(lǐng)域的前沿問(wèn)題和研究難點(diǎn)。土體宏觀力學(xué)性質(zhì)與其微觀結(jié)構(gòu)變化是相互聯(lián)系的，，因此如何考慮和描述結(jié)構(gòu)性對(duì)土宏觀力學(xué)性質(zhì)與工程特性的影響具有重要的理論意義與實(shí)踐意義。本文以徐州地區(qū)廣泛分布的Q3黏土為研究對(duì)象，在宏觀與微觀試驗(yàn)研究基礎(chǔ)上，較為系統(tǒng)的總結(jié)了結(jié)構(gòu)性黏土的力學(xué)特性以及微觀結(jié)構(gòu)演變的規(guī)律；并以臨界狀態(tài)理論為出發(fā)點(diǎn)，提出了結(jié)構(gòu)性臨界狀態(tài)本構(gòu)模型。論文為進(jìn)一步從宏微觀結(jié)合揭示結(jié)構(gòu)性土體變形機(jī)理奠定了研究基礎(chǔ)。 以下為主要研究?jī)?nèi)容與創(chuàng)新性成果： 1.在對(duì)受輕微擾動(dòng)的原狀Q3黏土與相應(yīng)重塑土樣進(jìn)行一維固結(jié)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，分析了結(jié)構(gòu)屈服應(yīng)力、應(yīng)力歷史對(duì)土體固結(jié)特性的影響； 2.鑒于以往試驗(yàn)研究大多不能反映土體實(shí)際固結(jié)狀態(tài)以及應(yīng)力水平較低的情況，采用GDS三軸試驗(yàn)系統(tǒng)進(jìn)行了中高壓條件下的固結(jié)三軸不排水剪切試驗(yàn)并結(jié)合重塑土樣做了平行對(duì)比試驗(yàn)，分析了值變化規(guī)律以及前期固結(jié)壓力、應(yīng)力路徑等條件對(duì)結(jié)構(gòu)性土變形和強(qiáng)度的影響；并利用輕微擾動(dòng)原狀土與重塑土樣的試驗(yàn)結(jié)果差異建立起結(jié)構(gòu)性強(qiáng)度作為衡量土體結(jié)構(gòu)性強(qiáng)弱的指標(biāo)； 3.上述試驗(yàn)結(jié)果表明結(jié)構(gòu)性土體在受力破壞時(shí)也存在著唯一的最終狀態(tài)。因此，基于臨界狀態(tài)理論建立了可以反映結(jié)構(gòu)性土體力學(xué)特性的彈塑性本構(gòu)模型，模型的特點(diǎn)在于引入初始各向異性張量來(lái)反映天然土體在固結(jié)后所具有的初始結(jié)構(gòu)性與各向異性，并將結(jié)構(gòu)強(qiáng)度引入到結(jié)構(gòu)性參數(shù)中，建立起結(jié)構(gòu)性參數(shù)隨著變形衰減的硬化規(guī)律來(lái)反映土體受荷擾動(dòng)后出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性破壞的過(guò)程；通過(guò)與部分試驗(yàn)結(jié)果的比較，初步驗(yàn)證了模型可較為合理的反映出Q3黏土的顯著結(jié)構(gòu)性以及荷載作用下產(chǎn)生的應(yīng)變軟化現(xiàn)象。 4.選取重塑土和輕微擾動(dòng)原狀土在不同試驗(yàn)階段的試樣進(jìn)行了掃描電鏡等試驗(yàn)，從顆粒和孔隙的幾何形態(tài)、表面特征等角度重點(diǎn)分析了固結(jié)對(duì)土體的微觀形態(tài)的影響，并初步從微觀定量化角度去解釋土體宏觀力學(xué)行為，得到了Q3黏土在不同應(yīng)力路徑三軸剪切條件下定量化微結(jié)構(gòu)形態(tài)的演化規(guī)律。
[Abstract]:Natural rock and soil material is a complex material with a certain structure , and its structural problems have been a leading problem in the field of geotechnical engineering . The macroscopic mechanical properties of soil and its microstructure change are interrelated , so how to consider and describe the mechanical properties of structural clay and the evolution of microstructure are systematically summarized . The following are key research content and innovative results : 1 . On the basis of one - dimensional consolidation test on undisturbed Q3 clay and corresponding remolded soil sample , the influence of structure yield stress and stress history on consolidation characteristics of soil body is analyzed . 2 . In view of the fact that most of the previous researches do not reflect the actual consolidation state of soil and the low stress level , the consolidation triaxial undrained shear test under the medium and high pressure conditions is carried out by adopting the triaxial triaxial test system , and the influence of the conditions on the deformation and the strength of the structural soil is analyzed by combining the remolded soil sample , and the structural strength is established as an index for measuring the structural strength of the soil body by using the difference of the test results of the undisturbed soil and the remolded soil sample ; 3 . Based on the theory of critical state , an elastic - plastic constitutive model which can reflect the mechanical properties of the structural soil is established . The model is characterized by the introduction of the initial anisotropic tensor to reflect the initial structural and anisotropy of the natural soil after consolidation , and the structural strength is introduced into the structural parameters . 4 . The influences of consolidation on the micro - morphology of soil mass were analyzed from the point of geometry and surface characteristics of particles and pores , and the macro - mechanical behavior of soil mass was analyzed from the micro - quantitative angle .

【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：TU442;TU43

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：1409256