本文關鍵詞：軟粘土的結(jié)合水對其次固結(jié)和長期強度的影響及機理研究

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【摘要】：隨著軟土地區(qū)經(jīng)濟建設的蓬勃發(fā)展，大量大型、巨型的工程項目的興建，軟粘土的工程特性受到學者們高度重視。軟粘土蠕變特性突出，這就意味著其不僅在建設過程中會產(chǎn)生變形，建筑物修建完成之后其變形仍在繼續(xù)，加上軟粘土強度隨時間的衰減，無論從變形特性還是強度特性來看，軟粘土的蠕變對建筑物的正常使用和長期穩(wěn)定都存在著巨大威脅。軟粘土中粘粒含量高，含有一定量氧化物及有機質(zhì)，當土顆粒遇水之后，水分子在其表面靜電引力作用下發(fā)生極化，吸附在土顆粒周圍，形成結(jié)合水層。已有研究成果指出結(jié)合水是軟粘土蠕變特性的重要因素，而且在很大程度上也體現(xiàn)著物質(zhì)成分對軟粘土蠕變特性的影響，然而這種影響作用的機制尚未明確、結(jié)合水特性與軟粘土變形與強度特性之間的關系尚未真正開展起來。 基于此，，本文結(jié)合國家自然科學基金面上項目“結(jié)構(gòu)性軟土蠕變-固結(jié)耦合機理及模型研究”（No.40572153）及吉林大學研究生創(chuàng)新基金資助項目“軟粘土的結(jié)合水對其次固結(jié)和長期強度的影響及機理”（項目號：2014065），從宏觀和微觀兩個層面，采取試驗測試、理論分析和數(shù)值模擬技術(shù)，對結(jié)合水影響下軟粘土產(chǎn)生蠕變的過程及蠕變特性進行深入研究，對結(jié)合水影響軟粘土的蠕變特性的機理進行深入探討，涉及宏、細觀土力學、土質(zhì)學、工程地質(zhì)學、數(shù)值模擬技術(shù)，是一個多學科交叉的研究課題。 論文由八章內(nèi)容構(gòu)成。第一章介紹了論文的選題依據(jù)及研究意義，并對軟粘土的蠕變問題、土中結(jié)合水、以及結(jié)合水對軟粘土變形和強度特性的研究現(xiàn)狀進行了總結(jié)，并提出了本文的技術(shù)路線與研究內(nèi)容；第二章對上海、天津、蘇州軟粘土的工程地質(zhì)特征、礦物成分、粒度成分、物理力學指標進行了測試，與國內(nèi)外知名軟土進行了對比分析，最后介紹了本文的試驗方案；第三章進行了三個地區(qū)軟粘土的壓縮、固結(jié)-蠕變、剪切-蠕變試驗，對其各自的蠕變變形、強度特性進行了分析，并從結(jié)合水角度對三個地區(qū)軟粘土的蠕變變形、強度特性進行了對比分析；第四章對三種軟粘土在蠕變試驗前后的微觀結(jié)構(gòu)進行了系統(tǒng)分析，得到了蠕變條件下軟粘土微觀結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化規(guī)律；第五章借助容量瓶法和等溫吸附法兩種測試方法對三個地區(qū)軟粘土中吸附結(jié)合水量及吸附結(jié)合水類型界定進行詳細研究，并得到了軟粘土中結(jié)合水的各種細觀參數(shù)及其隨結(jié)合水量的變化過程；第六章對在不同結(jié)合水類型、含量下的三個地區(qū)重塑土樣進行了大量固結(jié)-蠕變試驗和剪切-蠕變試驗，就結(jié)合水量及其賦存狀態(tài)對軟粘土的蠕變變形和長期強度影響機理進行了深入研究；第七章運用PFC2D程序從細觀上對結(jié)合水影響下軟粘土的剪切-蠕變特性進行了深入探討；第八章為本文的結(jié)論以及對進一步研究工作的幾點思考。 本文明確了結(jié)合水行為對軟粘土次固結(jié)和長期強度的影響作用與機制，建立了結(jié)合水與次固結(jié)變形和長期強度之間的量化關系。對揭示軟粘土變形與強度的本質(zhì)、軟土性質(zhì)的改良、軟土地基工程計算設計有著重要的意義。但由于作者水平有限，文中難免出現(xiàn)錯誤、紕漏，不足之處還請各位專家批評指正。
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TU411;TU447

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本文編號：1153251