湛江组结构性黏土物理力学特性对其触变性的影响

张目极 殷建风 王巍 赵盛男 汤斌

张目极, 殷建风, 王巍, 等. 2021. 湛江组结构性黏土物理力学特性对其触变性的影响[J]. 工程地质学报, 29(4): 1240-1246. doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2019-530
引用本文: 张目极, 殷建风, 王巍, 等. 2021. 湛江组结构性黏土物理力学特性对其触变性的影响[J]. 工程地质学报, 29(4): 1240-1246. doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2019-530
Zhang Muji, Yin Jianfeng, Wang Wei, et al. 2021. Influence of physico-mechanical parameters of structural clay in Zhanjiang group on its thixotropy[J]. Journal of Engineering Geology, 29(4): 1240-1246. doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2019-530
Citation: Zhang Muji, Yin Jianfeng, Wang Wei, et al. 2021. Influence of physico-mechanical parameters of structural clay in Zhanjiang group on its thixotropy[J]. Journal of Engineering Geology, 29(4): 1240-1246. doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2019-530

湛江组结构性黏土物理力学特性对其触变性的影响

doi: 10.13544/j.cnki.jeg.2019-530
基金项目: 

国家自然科学基金资助项目 41867035

广西岩土力学与工程重点实验室项目 2016-A-01

桂林理工大学博士科研启动基金资助项目 GLUTQD2016018

详细信息
    作者简介:

    张目极(1995-),男,硕士生,主要从事地基与基础工程方面的研究. E-mail: 523302864@qq.com

    通讯作者:

    汤斌(1970-),男,博士,教授,主要从事地基与基础工程方面的科研与教学工作. E-mail: tangbinruocheng@163.com

  • 中图分类号: TU473.1

INFLUENCE OF PHYSICO-MECHANICAL PARAMETERS OF STRUC ̄TURAL CLAY IN ZHANJIANG GROUP ON ITS THIXOTROPY

Funds: 

the National Natural Science Foundation of China 41867035

the Key Laboratory of Geotechnical Mechanics and Engineering of Guangxi 2016-A-01

the Doctoral Research Foundation of Guilin University of Technology GLUTQD2016018

  • 摘要: 广泛分布于北部湾沿岸地区的湛江组结构性黏土具有强烈的触变性,产生的工程问题比较突出。为了研究湛江组结构性黏土的物理力学特性对其触变性的影响,对湛江组结构性黏土触变性进行了一系列的宏观试验研究,通过改变含水率、孔隙比及灵敏度得到重塑土在不同静置龄期的触变强度比率,建立3种物理力学特性分别作为变量下重塑土的触变强度比率与静置龄期的关系,分析湛江组结构性黏土含水率、孔隙比及灵敏度对其触变性强弱的影响。结果表明:(1)湛江组结构性黏土扰动后,随着静置龄期的增加,含水率对湛江组结构性黏土触变强度影响较大,且含水率越大,湛江组结构性黏土触变强度增长的幅度越大;触变强度比率增长的速率表现为前期增长快,后期增长慢。(2)湛江组结构性黏土扰动后,在前期,孔隙比的变化对湛江组结构性黏土触变强度影响不显著,在后期,随着孔隙比增大,湛江组结构性黏土触变强度增长的速率与幅度显著减小。(3)湛江组结构性黏土强度恢复情况与灵敏度有关,湛江组结构性黏土扰动后,随着静置龄期的增加,不同灵敏度重塑土黏聚力、内摩擦角、触变强度比率均增大,扰动后,在静置前期,其黏聚力、内摩擦角、触变强度比率均增长快,扰动后,其黏聚力、内摩擦角、触变强度比率增长慢。
  • 图  1  3种不同含水率重塑土触变强度比率与不同静置龄期的关系

    Figure  1.  Thixotropic strength ratio development under different water content conditions

    图  2  3种不同孔隙比重塑土触变强度比率与不同静置龄期的关系

    Figure  2.  Thixotropic strength ratio development under different void ratio conditions

    图  3  3种不同灵敏度值的湛江组结构性黏土重塑土黏聚力与不同静置龄期的关系

    Figure  3.  Cohesive force development under different sensitivity conditions

    图  4  3种不同灵敏度值的湛江组结构性黏土重塑土内摩擦角与不同静置龄期的关系

    Figure  4.  Internal friction angle development under different sensitivity conditions

    图  5  3种不同灵敏度值的湛江组结构性黏土重塑土触变强度比率与不同静置龄期的关系

    Figure  5.  Thixotropic strength ratio development under different sensitivity conditions

    表  1  湛江组结构性黏土物理性质试验结果

    Table  1.   Physical property test results of clay samples

    土样编号 取土深度/m 含水率ω/% 天然密度ρ/g·cm-3 比重Gs 天然孔隙比e
    A 19.25~20.05 51.18 1.71 2.68 1.37
    B 33.25~34.05 48.79 1.77 2.67 1.24
    C 53.25~54.05 35.36 1.89 2.71 0.94
    D 65.25~66.05 46.59 1.85 2.68 1.12
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    表  2  湛江组结构性黏土界限含水率试验结果

    Table  2.   Boundary water content test results of clay samples

    土样编号 取土深度/m 液限ωL/% 塑限ωP/% 塑性指数Ip 液性指数IL
    A 19.25~20.05 66.69 32.89 33.79 0.54
    B 33.25~34.05 56.39 34.13 22.26 0.66
    C 53.25~54.05 47.51 27.74 19.77 0.39
    D 65.25~66.05 58.74 35.86 22.88 0.47
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    表  3  各点无侧限抗压强度值及灵敏度统计表

    Table  3.   Unconfined compressive strength and sensitivity test results of clay samples

    土样编号 原状土无侧限抗压强度/kPa 重塑土无侧限抗压强度/kPa 灵敏度
    A 138.28 30.67 4.51
    B 122.88 31.60 4.07
    C 183.65 31.65 5.53
    D 154.91 35.26 4.39
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    表  4  土体抗剪强度指标表

    Table  4.   Soil shear strength test results of clay samples

    抗剪强度指标 A B C D
    黏聚力c/kPa 41.50 54.35 75.25 34.21
    内摩擦角φ/(°) 10.17 11.71 14.03 16.02
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    表  5  3种不同含水率重塑土在不同静置龄期无侧限抗压强度

    Table  5.   Unconfined compressive strengths of three remolded clay samples with different conditions of water content and standing time

    取土深度 天然含水率 含水率 无侧限抗压强度/kPa
    0 d 1 d 7 d 30 d 60 d
    19.25~20.05 m 51.18% 40% 26.84 28.51 30.84 40.68 41.85
    45% 17.34 18.17 21.34 26.67 30.17
    50% 8.54 8.54 8.67 13.17 15.75
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    表  6  3种不同含水率重塑土在不同静置龄期触变强度比率At

    Table  6.   Thixotropic strength ratios of three remolded clay samples with different conditions of water content and standing time

    含水率 触变强度比率At
    1 d 7 d 30 d 60 d
    40% 1.06 1.15 1.52 1.56
    45% 1.05 1.23 1.53 1.83
    50% 1.00 1.02 1.54 1.84
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    表  7  3种不同孔隙比重塑土在不同静置龄期的无侧限抗压强度

    Table  7.   Unconfined compressive strengths of three remolded clay samples with different conditions of void ratio and standing time

    孔隙比 无侧限抗压强度/kPa
    0 d 1 d 7 d 30 d 60 d
    1.03 7.67 8.17 11.67 43.13 53.66
    1.08 6.84 7.50 10.34 36.91 46.73
    1.11 6.33 6.50 7.67 32.45 37.96
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    表  8  3种不同孔隙比重塑土在不同静置龄期的触变强度比率At

    Table  8.   Thixotropic strength ratios of three remolded clay samples with different conditions of void ratio and standing time

    孔隙比 触变强度比率At
    1 d 7 d 30 d 60 d
    1.03 1.07 1.52 5.63 7.00
    1.08 1.10 1.51 5.40 6.84
    1.11 1.03 1.21 5.12 5.99
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    表  9  3种不同灵敏度值的湛江组结构性黏土重塑土在不同静置龄期的黏聚力

    Table  9.   Cohesive forces of three remolded clay samples with different conditions of sensitivity and standing time

    灵敏度 黏聚力/kPa
    0 d 1 d 7 d 30 d 60 d
    4.07 2.89 3.34 5.51 8.76 10.62
    4.39 4.57 5.91 9.42 14.39 17.04
    5.53 8.69 11.58 18.85 29.83 34.22
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    表  10  3种不同灵敏度值的湛江组结构性黏土重塑土在不同静置龄期的内摩擦角

    Table  10.   Internal friction angles of three remolded clay samples with different conditions of sensitivity and standing time

    灵敏度 内摩擦角/(°)
    0 d 1 d 7 d 30 d 60 d
    4.07 3.89 4.29 5.01 6.39 6.58
    4.39 4.41 5.08 5.95 6.85 7.98
    5.53 5.42 7.29 7.57 9.71 10.57
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    表  11  3种不同灵敏度值的湛江组结构性黏土重塑土在不同静置龄期的触变强度比率At

    Table  11.   Thixotropic strength ratios of three remolded clay samples with different conditions of sensitivity and standing time

    灵敏度 触变强度比率At
    1 d 7 d 30 d 60 d
    4.07 1.16 1.91 2.21 3.67
    4.39 1.29 2.06 3.15 3.73
    5.53 1.33 2.17 3.43 3.94
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-12-02
  • 修回日期:  2020-04-26
  • 网络出版日期:  2021-09-03
  • 刊出日期:  2021-09-03

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