天津滨海新区吹填场地土体微结构特征与宏观力学性质关系研究

【摘要】： 围海造陆已成为天津滨海新区获得土地资源的重要手段,规划吹填面积达到400km~2,而真空预压是对吹填淤泥进行处理的主要方法。但是,经过真空预压后的土体能否满足工程建设的需要,或者说该如何进行下一步的地基处理,这就要求我们对真空预压后土体的工程性质有比较深入的了解。土的微结构特征是决定其宏观力学性质的本质因素。通过土体微结构特征研究,能够更深层次地认识土体的工程性质。 本文以天津滨海新区临港工业区吹填场地地表以下40m范围内的土体为研究对象,揭示了其微观结构特征,并建立了微结构特征与宏观力学性质之间的联系。 首先、对研究范围内的土体根据沉积年代以及物理力学性质的不同,进行了地层划分,并且对各地层沉积物的粒度成份、矿物成分、化学成分进行了分析,重点针对吹填土进行了分析。此外,通过一系列室内土工试验,得出了各层土体的物理力学性质指标统计值。 第二、通过单向压缩试验、三轴剪切试验和灵敏度试验,研究了不同成因不同深度淤泥质粘土的结构性和结构强度,研究表明均具有很强的结构性。并且采用结构稳定率来表征土体结构性的强弱。 第三、对研究范围内土体的SEM照片进行了分析,得出了该区土体微结构类型。选用了5个表征土体颗粒和孔隙的形态特征参数,2个表征土体排列特征的参数,对土体微结构特征进行了定量化研究。并且进一步对土体微结构特征进行了分形研究。 第四、以区域范围内软土为研究对象,得出了软土各微结构特征参数与其压缩系数和抗剪强度指标内聚力以及内摩擦角之间的关系。 第五、通过单向压缩试验和三轴CU试验,得出了吹填土微结构特征参数随荷载变化的规律。