《珠江三角洲軟土蠕變特性的微細觀試驗與本構模型研究》是依託華南理工大學，由谷任國擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：珠江三角洲軟土蠕變特性的微細觀試驗與本構模型研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：谷任國
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本課題以珠三角軟土為研究載體，採用多功能精密載入台和環境掃描電鏡技術以及微細觀分析理論，對軟土蠕變特性及其成因在微細觀層次上開展研究。主要研究內容為：(1) 珠三角軟土蠕變特性及其形成的環境因素和微觀因素分析；(2) 珠三角軟土天然顯微結構試驗及特徵形成分析；(3) 剪下和壓縮荷載下軟土蠕變微觀結構動態觀測與變化規律的機理分析；(4) 珠三角軟土蠕變特性的微結構影響物理機制分析及定量分析；(5) 珠三角軟土的宏微觀蠕變模型研究.本課題研究具有理論創新及實際套用價值，通過軟土微細觀結構動態觀測試驗與理論分析，揭示軟土蠕變性質與微觀組織結構、物質成分的關在線上制和力學行為機制，由微細觀物理機制解釋軟土蠕變特性，建立創新性的軟土力學宏微觀理論模型,並把土體微觀研究從微觀靜態試驗和定性分析推進到連續動態觀測和微觀參數定量分析的水平；課題的研究成果可為我國沿海地區大量軟土地基處理和設計提供新的理論基礎
結題摘要
珠江三角洲軟土具有物質成分複雜、含水量高、變形大、強度低、穩定性差等區域性特性，本課題重點圍繞淤泥和污染土等軟土的資源化利用以及大面積軟土地基加固處理所面臨的一系列理論、方法和技術問題開展相關的微細觀土力學基礎研究，研究內容主要包括：（1）珠三角軟土時效特性及其形成的環境因素和微觀因素分析；（2）珠三角軟土天然顯微結構試驗及特徵形成分析；（3）簡單和複雜荷載下軟土微觀結構動態觀測與變化規律的機理分析；（4）珠三角軟土時效特性的微結構影響物理機制分析及定量分析；（5）珠三角軟土的微細觀流變模型及微觀滲流固結模型理論研究；（6）土體強度和變形過程的動態顯微觀測技術研究等。 取得了如下主要成果：（1）提出ESEM圖像顯微結構二值化定量分析的局部閥值分割法及閥值選擇與微孔隙特徵測試、三相圖計算相匹配的改進圖像處理分析方法；（2）研製出一種顆粒材料壓縮/剪下試驗多功能載入儀；製備出一種力致發光顆粒材料；（3）基於不同顆粒尺度和物質成分的流變特性，提出分別對應於粗顆粒和高粘性微細顆粒物質的范性流變和流質流變理論；（4）基於流變微細觀試驗結果及其機理分析，建立了引入鄧肯非線性彈性模量的流質流變元件模型，揭示軟土流變的物質基礎及物理機理；（5）基於軟土滲流的微尺度效應現象和物理機制分析，建立了考慮微尺度效應的達西滲流定律和Kozeny-Carman滲流定律的修正模型；（6）基於土體微細觀結構特別是微細孔隙結構特徵的物理機制，建立了考慮了固結土體的微細結構性變化和壓密效應的修正固結模型。 本課題研究具有理論創新及實際套用價值，通過軟土微細觀試驗與理論分析，揭示軟土時效性質與微觀組織結構、物質成分的關在線上制和力學行為機制，由微細觀物理機制解釋軟土時效特性，建立創新性的軟土力學微細觀模型理論；以課題研究的軟土微細觀理論成果為基礎，建立軟土處理新技術為我國沿海地區大量淤泥和污泥的資源化利用提供新的技術方法和工藝。課題研發的顆粒材料壓縮/剪下試驗多功能載入儀以及力致發光顆粒材料，可套用於顆粒介質微細觀力學特徵的可視化試驗，促進微細觀土力學的試驗研究。
