南海北部陆坡区深海软土宏微观特征与力学特性研究

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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。本文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。
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