项目背景:沿海地区饱和软粘土产生的工程问题较多,但固结过程的微纳米孔隙结构引起蠕变变形对宏观力学特性危害较大但常被忽视。传统工程地质环境及土力学性质的研究中,如排水通道的淤堵、地基土的不均匀沉降和沉陷等变形破坏等,对沿海地区的机场、地铁、公路、铁路、房屋等地基的危害极大,严重影响工程建设。 主要研究内容:本课题基于重塑的饱和细粒土进行研究,针对孔隙结构与宏观力学效应的科学问题,通过饱和细粒土的物理试验模拟、物理力学性质的室内测试分析、微观结构样品的制备和扫描、结构模型的数值计算和分析等研究过程,研究多尺度(纳米-微米-毫米等跨越6个数量级的尺度)细粒土的多物质(孔隙、矿物、有机质等3或4组物质组分)结构特性及微宏观量化关系。 重要结果:获得微纳米尺度孔隙结构的微宏观特征、获得饱和细粒土微纳米孔隙与环境因素的量化关系、饱和土体孔隙水压力的定量解析、饱和细粒土宏观力学特征与微观参数特征的联系、实现饱和细粒土原状样品的微观结构取样技术、实现土体这类复杂材料的多物质鉴别和定量定性分析技术,实现多物质-原生矿物、次生矿物和有机质的三维定量结果,实现土体固结过程的结构演化表征,实现土体多物质材料组分的测试鉴别技术、多尺度结构连通性研发技术、微宏观力学特征对比的avizo建模、DCM建模理论及方法等。 关键数据:扰动样品的三维模型数据源、基于DCM模型的联通组分分析程序。 科学意义:本课题揭示了土体物质组分、结构和宏观性质的相互制约作用,形成了一套土力学微宏观分析方法,为进一步揭示地质体材料的微宏观理论提供可行性的切入口。 2100433B