›› 2010, Vol. 31 ›› Issue (7): 2017-2023.

• 基础理论与实验研究 •    下一篇

珠海海积软土剪切带微观结构试验研究

蒋明镜1, 2,彭立才3,朱合华1, 2,林奕禧3,黄良机3   

  1. 1.同济大学 地下建筑与工程系,上海 200092;2.同济大学 岩土及地下工程教育部重点实验室,上海 200092; 3.珠海市建设工程质检站,广东 珠海 519015
  • 收稿日期:2009-01-07 出版日期:2010-07-10 发布日期:2010-07-19
  • 作者简介:蒋明镜,男,1965年生,教授,博士后,博士生导师,主要从事天然结构性黏土、砂土、非饱和土的宏、微观之试验、本构模型和数值分析方面的研究以及土体逐渐破坏分析。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金项目(No. 50679057);上海市浦江人才计划项目(No. 06PJ14088);国家教育委员会留学回国人员基金项目(No. 2007-1108);珠海市政府科技计划项目(No. PA200310064)。

Microscopic investigation on shear band of marine clay in Zhuhai, China

JIANG Ming-jing1, 2, PENG Li-cai3, ZHU He-hua1, 2, LIN Yi-xi3, HUANG Liang-ji3   

  1. 1. Department of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China; 2. Key Laboratory of Geotechnical and Underground Engineering of Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 200092, China; 3. Zhuhai Center for Supervision and Inspection on Quality of Infrastructure Engineering, Zhuhai, Guangdong 519015, China
  • Received:2009-01-07 Online:2010-07-10 Published:2010-07-19

摘要:

天然软土剪切带性状分析一直是岩土力学界的一个研究重点。采用电镜扫描和压汞法对珠海海积软土剪切带内外以及带边缘微观结构进行定量分析,研究结果表明:珠海软土的应力-应变曲线在低围压下表现出明显应变软化特征;软土在剪切破坏后,剪切带内的微观参数变化率最大,其次是剪切带边缘,最后是剪切带外;剪切带边缘上的颗粒逐渐沿着剪切应力的方向呈定向排列,而剪切带内,由于颗粒发生破碎、折断,颗粒排列是随机的,在剪切带外,颗粒的排列受剪切破坏的影响较小;珠海海积软土的孔隙入口孔径分布为主单峰分布,其主峰峰值的位置是沿着剪切带外——带边缘——剪切带内转移;Roscoe理论和Arthur经验公式预测的剪切带倾角与实测值相比都偏小,不适宜黏性土的剪切带倾角预测计算;Mohr-Coulomb理论计算出的倾角与实测值比较一致。

关键词: 海积软土, 剪切带, 压汞试验, 微观结构, 电镜扫描

Abstract:

The investigation on shear band of natural clay has always been main topic in geomechanics. In this paper, quantitative analysis was made on microstructure of the soil inside and outside shear band in Zhuhai clay by means of scanning electron microscope (SEM) and mercury intrusion porosimetry (MIP). The results indicate that the stress-strain curves of Zhuhai clay show obviously strain-softening behavior at low confining pressures. In comparison with microstructural parameters of the intact samples, the change of microstructural papameters is maximal inside the shear band, then on the edge of shear band, and the outside is minimal. The orientation of particles on the edge of the shear band is parallel to the direction of the shear band, while the particles are generally random distributed inside the shear band, as a result of a significant breakage of the aggregates and the large particles. Distribution of particles is slightly affected in the area outside shear band by the shearing. In addition, the entrance pore size distribution of marine clay in Zhuhai demonstrates a continuous unimodal distribution, and its peak value and its corresponding pore radius decrease along the direction of outside, on the edge and inside shear band. Finally, the orientation of shear band predicted by the classical Mohr-Coulomb theory is generally consistent with the measured data, whereas the predictions by Roscoe theory and Arthur formula is significantly smaller than the experimental data.

Key words: marine clay, shear band, mercury intrusion porosimetry, microstructure, scanning electron micrographs

中图分类号: 

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