砂土宏观力学特性与细观结构的相关性试验研究

对 上拔 荷 载作 用下桩 的承载 性能 进行 物 理模
型 试 验 ， 验 桩 的 承 载 性 能 和 土 的 变 形 特 性 ， 桩 试 对 周 土 结 构 的 变 化 、 坏 面 发 展 和 变 形 过 程 进 行 研 破 究 ． 基 础 模 型 采 用 了全 模 和 半 模 两 种 形 式 ， 模 桩 半 基 础 主 要 用 于 观 测 基 础 受 拔 后 观 测 土 体 的 细 观 结 构 变 化 以及 土 体 的 变 形 和 位 移 、 坏 形 态 ． 型 试 破 模
摘 要 ： 过 无 标 点 变 形 量 测 系 统 分 析 桩 周 土 变 形 场 ， 定 剪 切 破 坏 区 和 显 微 细 观 观 测 点 ． 用 通 确 应
Ｍｉ ｔ 统 分 析加 荷过 程 中 土 细 观 参 数 变 化 ， 观 参 数 （ ＋ｅ ／。 颗 粒 偏 心 度 与 基 础 位 移 的 相 关 Ｖｎ 系 细 １ ）ｅ、 性最强 ； 随荷 载 增 大 ， ＃ ， ＃点 孔 隙 比 下 降 呈 负 相 关 关 系 ， 起 剪 缩 特 征 ， ＃点 呈 正 相 关 关 系 而 １ ２ 引 ３ 剪 胀 应 力 松 弛 ； ， ， ＃点 颗 粒 定 向 性 均 增 高 呈 正 相 关 性 ， 明 颗 粒 分 布 有 序 性 减 弱 ， 体 具 有 非 １２ ３ 表 土
收 稿 日期 ： ０ １ ０ — ５ ２ １ － ４ １ 刘 文 白（ ９ ５ ： ， 士 ， 授 ， 要 研 究 领 域 为 岩 土 力 学 １ ５ 一） 男 博 教 主
摩擦 角 。 ８ ３ ， 一３ ． 。压缩 系数 ａ～ 一 １ １ ａ ， 。 ． ６ＭＰ 一
压 缩 模 Ｅ ： １ Βιβλιοθήκη Baidu ａ ． ８ＭＰ ．
对半 模 试 验 过 程 中土 体 的 变 形 和 破 裂 面 开
展 、 模 试 验 的 荷 载 一 移 、 体 裂 缝 作 观 测 ． 体 全 位 土 土
破坏 时为 混合 式破 坏 面 ， 即在靠 近 地 面 呈 一倒 锥
‘
国 家 自然科 学 基 金 项 目 （ 准 号 ： １ ７ ２ ８ ５ ９ ９ ５ ） 上 海 市 教 育 委 员 会 科 研 项 目 （ 准 号 ： ７ Ｚ ９ 、 海 海 海 事 大 学 校 级重 批 ５ ０ ８ ２ ，０ ０ ０ ７ 、 批 ０ Ｚ ９ ）上 点学 科 建设 项 目 （ 准 号 ： ９ ２ ９ ０ ） 上 海 市 第 四期 本 科 教 育 高 地 建 设项 目 （ 准 号 ： ２ ０ ０ Ｇ） 助 批 Ａ２ ０ ０ ０ ２ 、 批 Ｂ １０８ 资
稳 定 性 的承 载 形 式 ．
关 键 词 ： 土 ； 模 试 验 ； 形 场 ； 观 力 学 ； 细 观 方 法 砂 半 变 细 宏
中 图法 分 类 号 ： ＴＤ４ １ ４ ＩＯＩ １ ． ９ ３ ｊｉｓ ． ０ ６２ ２ ． ０ ． ４ ０ ９ ） ： ０ ３ ６ ／．ｓｎ １ ０ — ８ ３ ２ １ ０ ． ０ １
关 于土体 细 观 结 构 研 究 已 有许 多研 究 成 果 ．
可追溯 到 ２ Ｏ世 纪 ２ Ｏ年 代 由 Ｔａｚｇ ｉ 示 了 单 ｒａ ｈ 揭
验 见 图 １ 通 过 安 装 在 体 视 显 微 镜 的 数 码 照 相 机 ． 观 测土 的细 观结 构． 通过 高分 辨率 照相 机拍摄 ， 分 析模 型箱 侧 面土 体 的位移 场．
一
ａ ）半模 上拔 试验 ｂ ）试验 脱测 示意
图 １ 模 型 试 验 与 细 观 观 测
模 型箱 尺 寸 ６ ｍ ０ ｃ Ｏｃ 角 钢 边 ０ ｃ ｘ６ Ｉ ｘ ８ ｍ， ｎ
１ 加 载过程砂 土结构 变化分析 与试验
１ １ 砂 土 结 构 分 析 试 验 方 法 ．
框， 四面玻 璃 ． 型桩截 面 ３ ０ｃ 模 ． ｍ×３ ０ｅ 长 ５ ． ｍ， ５ ｃ 土 样 为细 砂， 理 力学 性质 为含 水 率 叫一 ｍ． 物 ５ ８ ，饱 和 度 Ｓ 一 １ ． ９ ，重 度 ） ．９ ｒ ８ ，一 ｌ ． ６ｋ ｍ。孔 隙 比 ｅ ． ４ 粘 聚 力 ＝０ 内 ５ ２ Ｎ／ ， 一０ ８ ， ，
液化 的一 般规 律［ ； 灵 涛口 提 出软 土孔 隙 变化 ５ 毛
的分维 分析 ； 曾远 ＿ 对 砂 土 细 观参 数 与宏 观 特 性 ８ 的相 互影 响研 究 ． 本文 通过 土体 的宏 观物 理试 验 ， 进行 土 体细 观结 构 观 测 与分 析 ， 究宏 观力 学 特 研 性 与细 观结构 的关 联．
Ｖｏ１ ３ ＮＯ． ．５ ４
Ａｕ ｇ． ２ １ ０ｌ
砂 土宏 观 力 学 特 性与 细 观 结 构 的相 关 性 试 验 研 究 ＊
刘 文 白ｕ 徐 海侠
（ 海 海 事 大 学 海 洋 环 境 与 工 程 学 院 ” 上 海 ２ １ ３ ） （ 济 大 学 水 利 工 程 系 上 ０ ０ ６ 同 上 海 ２ ０ ９ ） ０ ０ ２
粒、 絮状 、 窝状 结 构 的概 念 ． 健 ， 永 对 砂 蜂 周 池
土 的工 程 力 学 特 性 进 行 细 观 分 析 ； 元 海 的 数 李
字 无标 点法 照 相 变 形量 测 技 术 ； 健 ＿ 对 水 平 受 周 ４ 荷桩 及 桩周 土 的的 细 观 特 征研 究 ； 健数 值模 拟 周 分 析 了循环 加荷 条件 下砂 土颗 粒 的方 向性 和砂 土
第 ３ ５卷 第 ４期 ２１ ０ １年 ８月
武汉 理工 大学 学报 （ 通科 学与 工程 版） 交
Ｊ ｕ ｎ ｌ ｆ Ｗ ｕ ａ ｎ ｖ ｒ ｉｙ ｏ ｃ ｎ ｌ ｇ ｏ ｒ ａ ｏ ｈ ｎ Ｕ ｉ ｅ ｓｔ ｆＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙ
（ ａ ｓ ｏ ｔｔｏ ｃｅ ｃ Ｔｒｎ ｐ ａｉｎ Ｓ ｉｎ ｅ＆ Ｅｎ ｉｅ ｒｎ ） ｒ ｇｎ ｅｉｇ