南海北部陆坡区深海软土宏微观特征与力学特性研究

针对中国南海深海软土的研究对于南海资源开发利用具有重要意义。由于取样困难,目前针对深海软土的研究较少,另外深海软土赋存环境特殊,其特性与常规软土有显著差异。通过基础物化特性试验、环境电镜扫描(ESEM)、一维固结及蠕变试验、常规三轴试验、对南海深海软土的材料特性、微观结构、压缩及蠕变特性、三轴剪切特性进行研究分析。试验结果表明该深海软土具有高含水率、低密度、高孔隙比、高饱和度的特点,为高液限粉土,矿物成分中以方解石和伊利石为主。电镜扫描结果显示该深海软土呈片状层理堆积结构,存在疏松架空骨架和贯通孔隙,能储存大量孔隙水,土体中存在生物残骸。一维固结及蠕变试验中,深海软土压缩性强,次固结变形大,固结系数随着竖向压力的增加而减小,次固结系数随着竖向压力的增加先增大后减小。在固结不排水三轴试验中,该深海软土表现出应变硬化特征,有效应力路径呈现先加载后卸载的特征,固结排水三轴试验中,应变硬化的特征更显著,有效应力路径呈现持续加载的特征。

基于不同贯入速率砂土地基中静压敞口混凝土管桩试验研究

贯入速率对静压敞口混凝土管桩沉贯及承载力特性具有重要影响。通过砂土地基中静压敞口混凝土管桩室内模型试验,分别对不同贯入速率下模型桩土塞特性、压桩力及极限承载力变化进行研究。结果表明,模型桩贯入速率由2. 0 mm/min增大至3. 0、4. 0 mm/min时,土塞高度分别降低了12. 8%、27. 2%,土塞率降低幅值分别为12. 9%、27. 2%。不同贯入速率沉桩结束后,模型桩土塞增长率分别为35. 4%、23. 6%及19. 8%;相比于4. 0 mm/min贯入速率,贯入速率2. 0 mm/min及3. 0 mm/min下模型桩最终压桩力增长幅度分别为92. 6%及25. 1%,极限承载力增长幅值分别为77. 8%及4. 5%,这主要是由于贯入过程中土塞特性差异导致的内壁摩阻力不同所引起的。研究成果可为砂土地基中敞口混凝土管桩沉桩性状及极限承载力研究提供理论依据。