海洋沉积物力学特性及其弹塑性本构模型

摘要：

海洋沉积物的工程性质决定着海洋平台等海底锚固系统的安全稳定.针对南海科考2020年嘉庚号共享航次获得的南海西部深海沉积物,开展南海西部海域深海原状和重塑沉积物的固结试验和三轴排水剪切试验,探讨结构性对原状海洋沉积物的力学和变形特性影响.通过分析海洋沉积物的沉积环境和胶结结构性的形成过程,对原状海洋沉积物的有效应力进行修正,定义结构性因子,假设原状海洋沉积物的正常固结压缩指数为结构性因子的函数,引入结构性因子发展式并结合修正剑桥模型,提出考虑原状海洋沉积物胶结结构性的弹塑性本构模型,并通过与试验结果的对比,验证了其有效性.研究结果表明:原状海洋沉积物的压缩曲线具有明显的非线性特征,其压缩性随着荷载增大而迅速增大,压缩曲线逐渐趋近于重塑土;相同围压条件下原状海洋沉积物的抗剪强度低于重塑土,体变则大于重塑土;所建立的弹塑性本构模型能够较好地描述不同受力状态下原状海洋沉积物的应力–应变特征.研究成果将为海底锚固系统的稳定性分析和海底工程灾害的防治提供理论基础.

关键词：海洋沉积物、土体结构性、结构性因子、本构模型

所属期刊栏目：44

分类号：TU432(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金;国家自然科学基金;国家自然科学基金

在线出版日期：2022-10-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：1837-1845