《结构性淤泥土固结机理及模型研究》以淤泥土为研究对象，采用宏观力学行为和微观结构定量分析（SEM）相结合的方法，通过现场沉降、孔压观测，结合室内物理力学试验，旨在弄清结构性淤泥土固结机理，建立结构性淤泥土固结模型，基于海积淤泥土具有结构性这一本身固有属性，提出了考虑结构性及扰动影响的最终沉降计算方法及扰动程度的评价方法。

沿海地区淤泥土分布广泛，近几年来随着地区经济建设的发展，兴建在此类软基上的大型工程项目已越来越多，如高速公路、机场、堆载场、码头、铁路和水利工程等，对软基工程提出了更高更新的要求。软基工程问题主要是变形问题，也即沉降问题。淤泥土含水量高达60%～125%，远高于液限39%～55%，孔隙比大于1．0，强度C。=10～30kPa，灵敏度为．s，=4～8，压缩系数，固结系数为其固结变形量一般很大，有些甚至超过其压缩层厚度的40%，工程中如何正确地评估淤泥土的固结变形量及固结时间，是合理选择地基处理方案的关键，也是评价软基处理效果的重要依据。2100433B

作　者：房后国，于立新，刘娉慧 著出 版 社：黄河水利出版社ISBN：9787807343912出版时间：2008-01-01版　次：1页　数：152装　帧：平装开　本：32开所属分类：图书 > 工程 > 水利水电工程

前言

第1章 绪论

1.1 结构性淤泥土固结机理及模型研究的意义

1.2 国内外研究现状

1.3 土的结构性研究

1.4 研究中的关键技术问题

第2章 淤泥土固结变形特性研究

2.1 引言

2.2 淤泥土基本物理力学性质

2.3 淤泥土的结构性

2.4 淤泥土室内压缩曲线的特性分析

2.5 淤泥土前期固结压力及结构屈服应力的确定

2.6 结构性淤泥土固结最终沉降量计算

2.7 固结一时间关系分析

2.8 固结度计算

第3章 淤泥土固结过程中孔隙水压力变化规律

3.1 概述

3.2 淤泥土中的孔隙水

3.3 现场实测孔压资料分析

第4章 淤泥土固结过程中微结构变化效应

4.1 引言

4.2 土微观结构定量化指标体系

4.3 微结构定量参数的确定及试验方法

4.4 淤泥土原状样微观结构特征

4.5 淤泥土固结过程中结构单元体变化特征

4.6 淤泥土固结过程中孔隙变化特征

4.7 固结变形与微观结构参数变化特性相关性分析

第5章 变荷载下竖井地基结构性粘弹性固结模型研究

5.1 引言

5.2 结构性粘弹性固结方程的建立

5.3 竖井地基粘弹性固结方程的解析解

5.4 结构性粘弹性模型Biot固结有限元方法

5.5 结构性粘弹性固结模型参数的确定

5.6 结构性粘弹性固结性状分析

第6章 深港西部通道软基处理工程固结变形计算与监测结果分析

6.1 工程概况

6.2 有限元计算分析

6.3 计算结果与分析

第7章 进一步研究工作展望

7.1 几点认识

7.2 进一步研究工作的展望

参考文献

本项目基于三剪统一强度理论研究了原状黏性土、超固结黏性土和砂土在静力及循环荷载作用下的静力及动力本构模型。主要研究内容有：在原状黏性土的静力结构性本构模型研究中，将Liu等提出的土的结构性本构模型与三剪强度准则相结合，提出了均质饱和黏性土的三剪结构性本构模型，该模型既保留了原结构模型的特点，又考虑了应力状态对土特性及土的拉压强度差异的影响；基于扰动状态概念研究了正常固结饱和原状黏性土的本构模型，其中，完全调整状态是基于临界状态土力学框架，将修正剑桥模型与三剪强度准则相结合而建立的弹塑性本构模型来表征。为了更好地反映黏性土的黏聚力影响，提出了等量代换法和坐标平移法两种处理方法并作了对比研究。为便于复杂应力状态下的土体变形分析及有限元编程，提出了一个将原模型三维化的方法。在超固结土的本构模型研究中，针对饱和超固结黏性土现有下加载面修正剑桥模型中破坏应力比为定值、土体黏聚力为零，以及不能准确反映不同应力状态下土的强度差异这些问题，基于三剪统一强度准则以及应力坐标平移法得到了扩展破坏应力比。在此基础上提出了饱和超固结黏性土的三剪弹塑性本构模型，该模型的特点是能描述土体受力时的中间主应力效应，应力区间效应和拉压差影响，同时也能更好地考虑土体黏聚力的影响。基于该模型对ABAQUS软件进行了二次开发，对江西赣南崩岗土常规三轴压缩条件下力学特性作了模拟和试验结果对比。在砂土的本构研究上，以修正剑桥模型为基础，基于三剪统一强度准则，推导出砂土的三剪统一本构模型，并编写了相应的ABAQUS二次开发子程序。对南昌地铁砂土进行了排水和不排水条件下的常规三轴压缩试验，利用二次开发后的ABAQUS软件模拟了试验模型的应力状态。数值解与实验结果符合较好，证明模型推导和二次开发编程的正确性。在土的动力本构模型研究上，运用边界面模型方法研究了原状黏性土、超固黏性土以及砂土在循环荷载作用下的动力本构关系。其中，采用不同围压、不同频率、不同振幅对江西原状江西红黏土、超固结土、南昌地铁砂土作了大量动三轴试验。将理论模型与试验数据作了对比，结果表明数据符合一致性较好。上述研究成果对于促进三剪统一强度理论在岩土工程分析中的应用有一定的推动作用。 2100433B

基于三剪统一强度理论研究循环荷载作用下均质土体的三剪统一动力强度准则、三剪统一动力帽子模型和三剪统一动力本构模型，对重塑土进行动三轴和动真三轴试验并用于模型验证；通过引入适当的土结构性参数，研究土的三剪统一结构性强度准则、三剪统一结构性帽子模型和三剪统一结构性本构模型，对原状土进行三轴和真三轴试验并用于模型验证；通过引入适当的能够反映均质土体结构性和土体在循环荷载作用下动力效应的土结构性动力参数，研究土的三剪统一结构性动力强度准则、三剪统一结构性动力帽子模型和三剪统一结构性动力本构模型，并与原状土的动三轴和动真三轴试验进行对比。基于上述三种本构模型建立相应的弹塑性有限元算式和有限差分法算式，编制相应的计算程序，完成对若干大型商用软件的二次开发，并将其用于江西红土边坡工程、红土路基工程和南昌地铁工程等实际岩土工程的分析。所提模型能更好地反映现场土体的实际力学特性，且具有较强的普适性。

电渗固结是具有巨大应用潜力的软土地基加固技术。本课题围绕软土地基电渗固结的相关工程科学问题开展三个层面的研究工作：1. 电渗固结机理层面，本课题采用现代微观分析测试手段，针对特定粘土矿物，分析电渗过程中矿物组分和微观结构变化、离子与水分迁移规律，从微观层面分析电渗机理，了解土体电学、渗流、力学等材料特性的发展演化规律；2. 理论模型层面，本课题基于电渗微观机理完善非线性多场耦合电渗固结理论模型，开发数值分析软件，发展电渗固结设计理论；3. 工程应用层面，开发电渗固结-真空预压联合加固和电化学加固技术，研制物理模型试验装置，系统开展物理模型试验，实时监测电场、位移场和孔隙水压力场的时空分布特征，研究成果可用于软土地基加固的优化方案设计。本课题取得如下研究成果：发表SCI论文11篇，授权国家发明专利1项；获得计算机软件著作权登记2项；培养博士研究生4名，硕士研究生6名；开展国际学术交流与科研合作活动10余次。项目工作圆满完成，达到预期研究目标。本课题研究成果能够推动电渗固结技术在岩土工程中的实践应用，具有潜在的经济和社会效益。 2100433B