超固结结构性土扰动对深埋地下建筑物沉降的影响研究

深埋地下建筑物需要严格控制地基沉降，避免发生渗漏等问题。软弱土地基中的深埋地下建筑物会经历开挖卸荷过程，地基土同时具有超固结特性与结构性。超固结结构性土受开挖施工、降水渗流以及其他机械力的扰动作用，土颗粒间接触力的大小、接触方式、排列方式以及胶结作用都会受到损伤，从而削弱地基土的超固结特性和结构性，增大地基沉降与不均匀沉降。本项目通过系统的三轴试验，制作人工超固结土样、结构性土样以及扰动土样，模拟超固结结构性土及其扰动土的原位受力变形过程，揭示超固结结构性土及其扰动土的压缩特性、变形特性和强度特性，获得相应的力学指标和参数，提出超固结结构性土的本构模型。通过数值模拟和理论分析，研究扰动对土体刚度和强度的影响，提出扰动土沉降变形的解析分析方法。通过离心机模型试验与典型工程现场测试，对理论分析方法进行验证，为深埋地下建筑物的沉降分析和优化设计提供理论依据与技术支撑。

超固结土工程特性类似于结构性土，但两者的机理并不相同，已有的结构性土研究没有很好地区分这两种工作机理，人为地将结构性与超固结特性混淆起来。本课题的研究目标就是制作人工超固结土样，结构性土样以及超固结结构性土样，模拟超固结结构性土的原位受力变形过程，揭示超固结结构性土的压缩特性，变形特性和强度特性，获得相应的力学指标和参数，对比分析超固结和结构性对土体工程特性影响的作用机理及其不同之处，并总结出超固结结构性土的压缩特性和强度特性之间的相互关系。.具体的研究方法是通过人工制备土样，分别得到重塑饱和粘土、正常固结状态下的重塑粘土、超固结状态下的重塑粘土、结构性土、正常固结结构性土、超固结结构性土。对上述各种土样进行系统的抗剪强度试验和固结压缩试验，得到各种不同条件下土样的强度特性和固结压缩特性。通过大量室内试验得到了超固结结构性土的压缩特性和强度特性，对试验结果进行对比分析得到了初始孔隙比、先期固结压力、超固结、结构性等影响因素对软土工程特性的影响情况。为建立全面考虑各种作用因素的超固结结构性土的本构模型积累了大量试验数据和结果。