● 摘要
本文采用土力学的方法研究土的结构性。研究当胶结是影响土结构性的主要因素时，天然饱和结构性粘土的变形和强度特性。以人工制备的重塑土和用掺加水泥的方法制备的结构性土为研究对象，排除了非饱和吸力对结构性的影响，降低了排列对结构性的影响，使胶结成为结构性的主要影响因素。综合考虑变形和强度，研究正常固结条件下，重塑土和饱和结构性土的变形和强度特性。 本文以饱和重塑土和人工制备的结构性土为研究对象，在设计研制的正常固结仪、侧限压缩仪及常规三轴仪上，对饱和结构性土样进行了大量试验，结合重塑土作了平行对比试验，通过整理分析各试验结果，得出饱和结构性土的变形和强度特性。 以往的土体材料本构模型很少考虑结构性这一最为根本的内在因素的影响，一般说来，不考虑粘土的结构性在工程上偏于保守；但更为重要的是，如果采用结构没有完全破坏的试样来进行实验，获取相关参数，或者将有结构性的正常固结土和超固结重塑土混淆，进而采用现有的本构模型进行计算的话，将存在很多的不确定性。另外，结构性土一旦失去其结构，其强度和应力应变关系都会发生突变，如果对此没有深刻的认识，将会给实际工程带来安全隐患。因此，深入研究结构性粘土的应力应变关系和相应参数的确定会有利于这些问题的解决。本文基于经典弹塑性理论、剑桥模型和试验研究成果，提出一个可考虑结构性影响的土体本构模型—饱和结构性粘土剑桥模型，所提出的新模型能较好的适用于饱和结构性土，描述了结构性。改进的模型对于饱和结构性土实现了从剪切屈服到剪切破坏的统一。模型较完善的反映了饱和结构性土的基本特性。而且模型的试验参数易于测定，便于推广。其预测值与实测值比较表明，提出的模型简单合理，便于实际应用。