本文選題：上海第④層粘土 + 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)��； 參考：《上海交通大學(xué)》2015年碩士論文

【摘要】：上海粘土的物理力學(xué)特性已有許多研究成果,但是第④層土的結(jié)構(gòu)性鮮有學(xué)者進(jìn)行全面的研究。而結(jié)構(gòu)性的存在會(huì)導(dǎo)致原狀土在不同應(yīng)力路徑下表現(xiàn)出與重塑土完全不同的力學(xué)特性,故研究上海第④層粘土在不同應(yīng)力路徑下的力學(xué)特性及統(tǒng)一本構(gòu)模擬可以為實(shí)際工程提供理論基礎(chǔ),具有十分重要的意義。本文利用塊狀和薄壁取土法取得上海不同區(qū)域的第④層土,對(duì)其進(jìn)行了常規(guī)固結(jié)、三軸剪切、真三軸剪切等不同應(yīng)力路徑實(shí)驗(yàn),研究了第④層原狀與重塑粘土在不同應(yīng)力路徑下的力學(xué)特性特性。根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,對(duì)TS-Zhang模型進(jìn)行了一定程度的修正,使之更能適合上海軟粘土在不同應(yīng)力路徑下的力學(xué)特性曲線。提出了新的參數(shù)確定方法,統(tǒng)一本構(gòu)模擬過(guò)程。同時(shí)利用SEM電鏡掃描實(shí)驗(yàn)研究了第④層土在固結(jié)過(guò)程中土顆粒、孔隙的變化情況。主要的研究成果如下:(1)原狀土的一維固結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí),上海第④層原狀土沿各個(gè)方向的壓縮指數(shù)不相同,其中0°方向大于大于90°方向壓縮指數(shù),這說(shuō)明了上海第④層粘土具有初始各向異性。土體微觀SEM圖片表明上海第④層粘土顆粒呈薄片狀,0°方向薄片顆粒之間以面與面接觸為主。90°方向以邊與邊的接觸為主,微觀構(gòu)成的不同造成了土體的宏觀初始各向異性。從壓縮指數(shù)方面推斷,顆粒之間的面與面的接觸穩(wěn)定性要強(qiáng)于邊與邊的接觸。(2)三軸剪切實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí),上海第④層軟粘土在剪切過(guò)程中會(huì)同時(shí)受到超固結(jié)比消散與結(jié)構(gòu)衰減的影響。統(tǒng)一本構(gòu)模擬結(jié)果證實(shí),在剪切過(guò)程中,超固結(jié)比的消散速率要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于結(jié)構(gòu)性的衰減速率。低圍壓的剪切過(guò)程中,土體首先以受到超固結(jié)比消散的影響為主,然后受到結(jié)構(gòu)性衰減的影響。而圍壓較高時(shí),土體主要受到結(jié)構(gòu)性衰減的影響。這解釋了在較低圍壓下,上海第④層軟粘土的有效應(yīng)力路徑與較大圍壓下完全不同的原因。由于上海第④層軟粘土結(jié)構(gòu)性的衰減導(dǎo)致在相同條件下的三軸排水剪切過(guò)程中,原狀土的體變量為重塑土的2倍。(3)真三軸實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在三維應(yīng)力狀態(tài)下,中主應(yīng)力的變化會(huì)影響原狀土的在真三軸剪切過(guò)程中應(yīng)力-應(yīng)變曲線的發(fā)展,且原狀土與重塑土的不同應(yīng)力lode角真三軸實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,不同角度下上海第④層土真三軸實(shí)驗(yàn)獲得的土體強(qiáng)度極限值在π平面上的投影符合SMP破壞準(zhǔn)則。(4)根據(jù)塑性體積應(yīng)變也會(huì)導(dǎo)致土體結(jié)構(gòu)性衰減與超固結(jié)比消散的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,將TS-Zhang模型的結(jié)構(gòu)性與超固結(jié)狀態(tài)發(fā)展式進(jìn)行了修正。提出了采用模擬常規(guī)固結(jié)過(guò)程獲得超固結(jié)狀態(tài)發(fā)展參數(shù)及結(jié)構(gòu)性狀態(tài)發(fā)展參數(shù),模擬等向固結(jié)過(guò)程精確的得到試樣在等向固結(jié)結(jié)束時(shí)的超固結(jié)比、結(jié)構(gòu)性參數(shù)的統(tǒng)一本構(gòu)模擬方法,克服了本構(gòu)模擬參數(shù)取值時(shí)的盲目性。利用作者提出的統(tǒng)一本構(gòu)方法,采用修正后的TS-Zhang模型對(duì)上海第④層土在不同應(yīng)力路徑下的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了模擬,模擬結(jié)果證實(shí)了統(tǒng)一本構(gòu)模擬的正確性。(5)利用SEM實(shí)驗(yàn)掃描了龍華第④層土在常規(guī)固結(jié)過(guò)程中的微觀結(jié)構(gòu)變化并得到微觀圖片。顆分曲線結(jié)果證明了圖片提取數(shù)據(jù)的可行性。同時(shí)發(fā)現(xiàn)土顆粒的各向異性率會(huì)隨著固結(jié)壓力的增大而逐漸地降低,但是固結(jié)并不能完全的消除土顆粒分布的各向異性現(xiàn)象。
[Abstract]:The physical and mechanical properties of the clay in Shanghai have many research results , but the structure of the layer 4 soil is very important . The results show that the deformation rate of the layer 4 in Shanghai is not the same as that of the soil under different stress paths . ( 4 ) Based on the experimental results of the plastic volumetric strain , the structure of TS - Zhang model and the super - consolidation ratio are corrected . The results of the simulation show the validity of the unified constitutive model .

【學(xué)位授予單位】：上海交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TU442

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8 候恩，

本文編號(hào)：1863104