王元戰(zhàn)，馬 楠，尹利強(qiáng)

（天津大學(xué)水利工程仿真與安全國家重點(diǎn)實驗室高新船舶與深海開發(fā)裝備協(xié)同創(chuàng)新中心，天津300072）

荷載作用下超固結(jié)比對軟土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)影響

王元戰(zhàn)，馬 楠，尹利強(qiáng)

（天津大學(xué)水利工程仿真與安全國家重點(diǎn)實驗室高新船舶與深海開發(fā)裝備協(xié)同創(chuàng)新中心，天津300072）

通過室內(nèi)三軸試驗，研究在荷載作用下，淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的超固結(jié)比與抗剪強(qiáng)度值的關(guān)系，進(jìn)而分析總結(jié)出軟粘土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c，φ值隨超固結(jié)比和軸向偏應(yīng)力的變化規(guī)律。表明：抗剪強(qiáng)度值隨軸向偏應(yīng)力的增加而線性增加；抗剪強(qiáng)度值隨超固結(jié)比的增加而增加，呈曲線的變化趨勢。超固結(jié)比越大，土樣的抗剪強(qiáng)度增加的速率越慢。軟粘土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c，φ值隨軸向偏應(yīng)力的提高而線性增加，但φ值增長幅度較小；軟粘土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c，φ值隨超固結(jié)比的增加而增加，呈曲線的變化趨勢，超固結(jié)比越大，c，φ值增加的速率越慢；與c值相比，φ值增長幅度較小。最后對試驗數(shù)據(jù)加以公式擬合，提出考慮荷載作用下軟粘土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c，φ值隨超固結(jié)比變化的計算公式。

超固結(jié)比；軸向偏應(yīng)力；抗剪強(qiáng)度；抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c，φ值的計算公式

土的形成是地殼原巖經(jīng)過長時間的地質(zhì)演變而形成的一種松散顆粒的集合體。土的工程性質(zhì)與其應(yīng)力歷史有很大的關(guān)系，土體演變過程中受到的最大的固結(jié)壓力稱之為先期固結(jié)壓力值，其與目前土層上覆壓力的比值為超固結(jié)比（用OCR表示）。通過計算，可以判斷土層所處的固結(jié)狀態(tài)。超固結(jié)比大于1的土稱之為超固結(jié)土，超固結(jié)比等于1的土為正常固結(jié)土，超固結(jié)土與正常固結(jié)土在力學(xué)性質(zhì)上有很多的不同。

經(jīng)過近十幾年的大規(guī)模建設(shè)，自然條件優(yōu)越的海岸帶大部分已被開發(fā)利用，許多新港址不得不選擇建在自然條件較差的軟粘土地基上。軟粘土系指那些天然含水率高，壓縮性大，抗剪強(qiáng)度低和滲透系數(shù)小的黏性土，如淤泥、淤泥質(zhì)粘土等。面對軟粘土地基，工程上常用的地基處理辦法是采取置換法，此法系利用施工機(jī)械將地基基礎(chǔ)下方的部分軟弱土層挖去，然后填入強(qiáng)度較高的砂、碎石或灰土等，形成一個較好的持力層。此法可以使土體的壓縮變形量減小，進(jìn)而實現(xiàn)地基承載力的提高。但在挖去軟弱土層后，原有的下部土體因為現(xiàn)存土層的有效覆蓋壓力減小，小于原有土層的先期固結(jié)壓力而表現(xiàn)出超固結(jié)狀態(tài)。換填厚度的不同，會導(dǎo)致下部土體的超固結(jié)狀態(tài)不同，即超固結(jié)比不同。不過工程設(shè)計中往往忽視了換填后下部土體的超固結(jié)狀態(tài)，而仍按照原有地表下土體的強(qiáng)度指標(biāo)c、φ值進(jìn)行設(shè)計計算，這顯然是不準(zhǔn)確的。同時，在土體回填施工的過程中，回填的土體由于沉積時間較小，強(qiáng)度較大，多作為結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)，而不作為天然固結(jié)的土體的考慮。因此，回填的土體并不影響下部土體的超固結(jié)狀態(tài)，本文將其與港口碼頭主體上部結(jié)構(gòu)一起作為地基土體的上覆荷載來考慮。

另一方面，港口碼頭主體上部結(jié)構(gòu)逐步施工，使得地基土層的上覆荷載逐漸加大，軸向偏應(yīng)力對強(qiáng)度指標(biāo)c、φ值的影響也不容忽視。而以往的工程設(shè)計中，普遍依據(jù)施工前勘察單位對工程區(qū)域進(jìn)行的地質(zhì)勘查、現(xiàn)場試驗出具的地質(zhì)報告，或者根據(jù)當(dāng)?shù)亟?jīng)驗數(shù)值得到地基土層的強(qiáng)度指標(biāo)c、φ值進(jìn)行設(shè)計，不能充分利用地基的承載能力。因此，充分認(rèn)識荷載作用下軟粘土抗剪強(qiáng)度和強(qiáng)度指標(biāo)c、φ值隨超固結(jié)比的變化規(guī)律成為工程設(shè)計中亟待解決的問題。

對于超固結(jié)土的力學(xué)特性，國內(nèi)外研究學(xué)者都做了一些試驗研究。例如：Ladd C C［1］室內(nèi)實驗驗證了OCR相同情況下，即使固結(jié)圍壓和剪切圍壓不同，對土性指標(biāo)c、φ值幾乎沒影響。這為研究OCR對土性指標(biāo)c、φ值的影響奠定了理論基礎(chǔ)。姚海林［2］等通過重塑土的固結(jié)不排水實驗，將正常固結(jié)土與超固結(jié)土特性進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)在同一固結(jié)壓力下，超固結(jié)比越大，強(qiáng)度越高；土體的有效內(nèi)摩擦角不隨超固結(jié)比而變化，而有效粘聚力與超固結(jié)比成近似直線關(guān)系。姚愛敏［3］等通過總結(jié)大量的實驗數(shù)據(jù)，分析了土體排水與不排水固結(jié)強(qiáng)度與應(yīng)變的變化規(guī)律。發(fā)現(xiàn)超固結(jié)粘土具有峰值抗剪強(qiáng)度，若應(yīng)變進(jìn)一步增加，則強(qiáng)度削弱，并在大應(yīng)變下與正常固結(jié)粘土的強(qiáng)度趨于一致；對于土體的有效內(nèi)摩擦角和有效粘聚力的大小與土的超固結(jié)比的大小與土在該固結(jié)比下作用的時間有關(guān)。張海靜［4］通過浙江地區(qū)原狀土直剪實驗，發(fā)現(xiàn)由于超固結(jié)比的增大導(dǎo)致土體強(qiáng)度的提升，強(qiáng)度的提升主要表現(xiàn)在粘聚力的提高。

現(xiàn)有的試驗研究存在如下問題：（1）由于土質(zhì)、試驗方法不同，所得出的強(qiáng)度指標(biāo)變化規(guī)律不盡相同；（2）現(xiàn)有的試驗所得出的強(qiáng)度指標(biāo)多為有效應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)，但工程設(shè)計中應(yīng)用總應(yīng)力強(qiáng)度指標(biāo)更加方便；（3）試驗都是從定性的角度分析強(qiáng)度指標(biāo)的變化趨勢，沒有定量給出工程中可以應(yīng)用的計算公式；（4）目前針對工程中的原狀淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土進(jìn)行的超固結(jié)比試驗研究很少，其他土質(zhì)的強(qiáng)度指標(biāo)的變化規(guī)律并不能完全代替淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的規(guī)律；（5）現(xiàn)有的試驗多為等向固結(jié)的三軸試驗不能模擬土體在上覆荷載即軸向偏應(yīng)力作用下強(qiáng)度指標(biāo)在超固結(jié)比和軸向偏應(yīng)力共同作用下的變化規(guī)律，與土體的實際受力情況并不相符。

本文結(jié)合煙臺港實際工程，采取淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的原狀土樣，通過大量室內(nèi)三軸試驗的結(jié)果，總結(jié)分析提出淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的抗剪強(qiáng)度值及抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c、φ隨超固結(jié)比和軸向偏應(yīng)力增長規(guī)律，并根據(jù)試驗數(shù)據(jù)提出工程設(shè)計中考慮荷載作用下的強(qiáng)度指標(biāo)的計算公式［5-10］。

1試驗方案

1.1試驗土樣

試驗所用土樣取自煙臺港西港區(qū)防波堤二期工程現(xiàn)場的淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的原狀土樣。表1為土樣的基本物理性質(zhì)指標(biāo)，其中γ為天然容重，ω為天然含水率，Gs為比重，WL為液限，WP為塑限。三軸試驗采用圓柱形土樣，土樣直徑39.1 mm，高80 mm，試樣采用抽氣飽和法，飽和度控制在98％以上。

表1 軟粘土的基本物理性質(zhì)指標(biāo)Tab.1 Physical parameters of soft clay

1.2試驗步驟

本文三軸試驗儀器采用南京土壤儀器廠生產(chǎn)的SLB-1型應(yīng)力應(yīng)變控制式三軸剪切滲透試驗儀，土樣的固結(jié)不排水剪切試驗步驟為：（1）試樣先在固結(jié)圍壓σ0下進(jìn)行第一步等向固結(jié)至完全固結(jié)，以模擬土體的先期固結(jié)壓力。（2）第一步等向固結(jié)完成后，將圍壓減小為σ3，以模擬上部土體在被挖去后，下部土體的現(xiàn)有固結(jié)壓力。同時，通過對土樣施加軸向偏應(yīng)力來模擬在現(xiàn)有固結(jié)壓力的土體上施加荷載。軸向荷載的增加導(dǎo)致地基土體進(jìn)一步固結(jié)穩(wěn)定。（3）關(guān)閉排水閥進(jìn)行不排水剪切實驗，剪切速率采用0.1 mm/min，勻速剪切土樣，直至土樣變形達(dá)到20％。試件的破壞標(biāo)準(zhǔn)采用應(yīng)力-應(yīng)變曲線中應(yīng)力達(dá)到峰值為準(zhǔn)，峰值強(qiáng)度即為土樣破壞時的抗剪強(qiáng)度值。

1.3試驗方案

本試驗方案設(shè)計時主要考慮超固結(jié)比、軸向偏應(yīng)力2個參數(shù)，表2中列出了淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的三軸試驗方案。

表2 軟粘土三軸試驗方案Tab.2 Triaxial test scheme of soft clay

超固結(jié)比方面，目前國內(nèi)學(xué)者均采用利用固結(jié)圍壓與剪切圍壓的比值作為土體的超固結(jié)比，采用分次施加圍壓的方法進(jìn)行實驗。本試驗利用摩爾圓計算強(qiáng)度指標(biāo)c、φ值，而一組c、φ值至少需要3個剪切圍壓下的土體的抗剪強(qiáng)度值，因此將試驗的剪切圍壓值統(tǒng)一設(shè)定為20 kPa、30 kPa和40 kPa，相應(yīng)的計算出超固結(jié)比為1，2，4和6情況下的固結(jié)圍壓值。

軸向偏應(yīng)力方面，考慮到實際工程中不同施工階段上部結(jié)構(gòu)物和荷載對取土深度范圍內(nèi)的地基土體產(chǎn)生的附加應(yīng)力值，確定試驗中對土樣施加的3個軸向偏應(yīng)力值，分別為0 kPa、20 kPa和40 kPa。

2試驗結(jié)果與分析

2.1淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的抗剪強(qiáng)度值隨超固結(jié)比的變化規(guī)律

根據(jù)試驗結(jié)果，整理每一種剪切圍壓下不同軸向偏應(yīng)力情況，土樣的抗剪強(qiáng)度值隨土樣超固結(jié)比的變化曲線并分析軟粘土的抗剪強(qiáng)度值隨超固結(jié)比的變化規(guī)律。其中，圖1分別為剪切圍壓20 kPa、30 kPa和40 kPa時，軟粘土的抗剪強(qiáng)度值隨超固結(jié)比變化曲線。由圖1中可以看出：軸向偏應(yīng)力的施加會使土體的抗剪強(qiáng)度提升，提升幅度與偏應(yīng)力的提升幅度接近。對于每一種偏應(yīng)力的情況，土樣的抗剪強(qiáng)度都會隨著超固結(jié)的增加而增加，呈曲線的變化趨勢，超固結(jié)比越大，土樣的抗剪強(qiáng)度增加的速率越慢。這主要是因為超固結(jié)比的不同，代表原始土體的土顆粒分布不同，超固結(jié)比越大，原始土體的土顆粒越緊密，土顆粒之間的相互作用力越大。因此，通過實驗數(shù)據(jù)可以得到結(jié)論，對于不同剪切圍壓偏應(yīng)力的荷載組合，軟粘土的抗剪強(qiáng)度值均隨超固結(jié)比的增加而增加，呈曲線的變化趨勢，超固結(jié)比越大，土樣的抗剪強(qiáng)度增加的速率越慢。

圖1 相同圍壓不同軸向偏應(yīng)力下軟粘土的抗剪強(qiáng)度隨超固結(jié)比的變化規(guī)律曲線Fig.1 Curve of the soft clay shear strength with the variation of over?consolidated ratio of the same confining pressure under different axial deviatoric stress

圖2 相同圍壓不同超固結(jié)比下軟粘土的抗剪強(qiáng)度隨軸向偏應(yīng)力的變化規(guī)律曲線Fig.2 Curve of the soft clay shear strength with the variation of axial deviatoric stress of the same confining pressure under over?consolidated ratio

2.2淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的抗剪強(qiáng)度值隨軸向偏應(yīng)力的變化規(guī)律

根據(jù)試驗結(jié)果，整理每一種剪切圍壓下不同超固結(jié)比情況，土樣的抗剪強(qiáng)度值隨軸向偏應(yīng)力的變化曲線并分析軟粘土的抗剪強(qiáng)度值隨軸向偏應(yīng)力的變化規(guī)律。圖2分別為剪切圍壓為20 kPa、30 kPa和40 kPa時，軟粘土的抗剪強(qiáng)度值隨軸向偏應(yīng)力變化曲線。由圖2可以看出：對于每一種超固結(jié)比，土樣的抗剪強(qiáng)度值都隨軸向偏應(yīng)力的提升而增大，整體上表現(xiàn)為線性增長。這主要是因為軸向偏應(yīng)力起到擠壓土體的作用，使得土顆粒之間的相互作用力增大。因此，通過實驗數(shù)據(jù)可以得到結(jié)論，對于不同剪切圍壓和超固結(jié)比的荷載組合，軟粘土的抗剪強(qiáng)度值均隨軸向偏應(yīng)力的增大而線性增大。

2.3淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的變化規(guī)律

每組試驗至少做3個土樣，根據(jù)不同的剪切圍壓以及土樣破壞時的偏應(yīng)力可以得到一組摩爾應(yīng)力圓，做公切線即可求得土樣的固結(jié)不排水剪切試驗的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c、φ值。

2.3.1粘聚力c的變化規(guī)律

將求得的粘聚力c值整理為軟粘土的粘聚力c隨軸向偏應(yīng)力和超固結(jié)比的變化曲線。其中圖3為軟粘土的粘聚力c隨軸向偏應(yīng)力和超固結(jié)比的變化曲線。

由圖3-a可以看出：在每一種超固結(jié)比下，軟粘土的粘聚力均隨著軸向偏應(yīng)力的增大而增大，基本呈線性增長的趨勢。這主要是因為軸向偏應(yīng)力起到擠壓土體的作用，使得土顆粒之間的膠結(jié)作用力增大，粘聚力增大。偏應(yīng)力增大同樣的幅度，超固結(jié)比越小，粘聚力提高的幅度越大。當(dāng)超固結(jié)比為1時，偏應(yīng)力為20 kPa和40 kPa的情況，淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的粘聚力較偏應(yīng)力為0時分別提高了28.853％和67.378％，提升程度非常明顯。當(dāng)超固結(jié)比為4時，偏應(yīng)力為20 kPa和40 kPa的情況，淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的粘聚力較偏應(yīng)力為0時分別提高了8.953％和19.460％，提升程度較為明顯，不過低于超固結(jié)比為1時的提升程度。

圖3 軟粘土粘聚力c隨軸向偏應(yīng)力和超固結(jié)比的變化曲線Fig.3 Curve of the soft clay cohesion c with the variation of axial deviatoric stress and over?consolidated ratio

圖4 軟粘土內(nèi)摩擦角φ隨軸向偏應(yīng)力和超固結(jié)比的變化曲線Fig.4 Curve of the soft clay friction angle φ with the variation of axial deviatoric stress and over?consolidated ratio

由圖3-b可以看出：對于每一種偏應(yīng)力的情況，軟粘土的粘聚力會隨超固結(jié)比的增大而增大，呈曲線的變化趨勢，超固結(jié)比越大，土樣的粘聚力增加的速率越慢。這主要是因為超固結(jié)比的不同，代表原始土體的土顆粒分布不同，超固結(jié)比越大，原始土體的土顆粒越緊密，粘聚力越大。當(dāng)偏應(yīng)力為20 kPa時，超固結(jié)比從2、4提升至6時，土樣的粘聚力較超固結(jié)比為1時分別提高了38.338％、63.516％和72.372％，增長程度非常明顯。

2.3.2內(nèi)摩擦角φ的變化規(guī)律

將求得的內(nèi)摩擦角φ值整理為軟粘土的內(nèi)摩擦角φ隨軸向偏應(yīng)力和超固結(jié)比的變化曲線。其中圖4為軟粘土的內(nèi)摩擦角φ隨軸向偏應(yīng)力和超固結(jié)比的變化曲線。

由圖4-a可以看出：在每一種超固結(jié)比下，土樣的內(nèi)摩擦角均隨著軸向偏應(yīng)力的增大而增大，基本呈現(xiàn)線性增長的趨勢，偏應(yīng)力越大，內(nèi)摩擦角提高的幅度越大。這主要是因為軸向偏應(yīng)力起到擠壓土體的作用，使得土顆粒之間的摩阻力增大，內(nèi)摩擦角增大。當(dāng)超固結(jié)比為1時，偏應(yīng)力為20 kPa和40 kPa的情況，淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的內(nèi)摩擦角較偏應(yīng)力為0時分別提高了5.793％和10.289％。當(dāng)超固結(jié)比為4時，偏應(yīng)力為20 kPa和40 kPa的情況，淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的內(nèi)摩擦角較偏應(yīng)力為0時分別提高了6.381％和11.645％。相比粘聚力提升而言，內(nèi)摩擦角的增長程度不很明顯。

由圖4-b可以看出：對于每一種偏應(yīng)力的情況，土樣的內(nèi)摩擦角會隨超固結(jié)比的增加而增加，呈曲線的變化趨勢，超固結(jié)比越大，土樣的內(nèi)摩擦角增加的速率越慢。這主要是因為超固結(jié)比的不同，代表原始土體的土顆粒分布不同，超固結(jié)比越大，原始土體的土顆粒越緊密，土顆粒之間的摩阻力增大，內(nèi)摩擦角增大。當(dāng)偏應(yīng)力為20 kPa時，超固結(jié)比從2、4提升至6時，土樣的內(nèi)摩擦角較超固結(jié)比為1時分別提高了22.164％、39.190％和43.446％，增長程度非常明顯。

因此通過試驗數(shù)據(jù)可以得到結(jié)論：軟粘土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c，φ值隨軸向偏應(yīng)力的提高而線性增加，但φ值增長幅度較小。軟粘土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c，φ值隨超固結(jié)比的增加而增加，呈曲線的變化趨勢，超固結(jié)比越大，c，φ值增加的速率越慢，與c值相比，φ值增長幅度較小。

2.4試驗結(jié)果公式擬合

由于同一土層范圍內(nèi)不同深度或者不同區(qū)域內(nèi)土樣仍存在一定的差異性，所選取土樣的原始強(qiáng)度指標(biāo)c，φ與整個土層的平均原始強(qiáng)度指標(biāo)c，φ并不完全相同。為了使擬合公式的適用范圍更廣，在設(shè)計擬合公式形式時，針對強(qiáng)度指標(biāo)的增量，而不是強(qiáng)度指標(biāo)本身。對強(qiáng)度指標(biāo)的增量隨軸向偏應(yīng)力和固結(jié)度的變化關(guān)系加以擬合，即令

式中：c為原始粘聚力（超固結(jié)比為1，偏應(yīng)力為0）；c′為荷載作用后的粘聚力；Δc為荷載作用后粘聚力的增量；φ為原始內(nèi)摩擦角（超固結(jié)比為1，偏應(yīng)力為0）；φ′為荷載作用后的內(nèi)摩擦角；Δφ為荷載作用后內(nèi)摩擦角的增量。

根據(jù)上面的試驗結(jié)果分析，發(fā)現(xiàn)軟粘土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c，φ值隨軸向偏應(yīng)力的提高而線性增加。軟粘土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c，φ值隨超固結(jié)比的增加而增加，呈曲線的變化趨勢，超固結(jié)比越大，c，φ值增加的速率越慢。因此，擬合公式形式選為

式中：σj為軸向偏應(yīng)力；OCR為土樣的超固結(jié)比；A、B、D為擬合參數(shù)，可以通過試驗確定。按照擬合公式的形式對試驗結(jié)果進(jìn)行擬合，結(jié)果如下。

其中公式（5）和公式（6）為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)增量的計算公式，圖5分別為淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的粘聚力和內(nèi)摩擦角擬合公式曲線和試驗數(shù)據(jù)結(jié)果對比圖。

從圖5中可以看出，試驗結(jié)果與擬合公式計算結(jié)果擬合較好，淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土公式擬合的相關(guān)系數(shù)的平方均大于96％，誤差在合理范圍內(nèi)。這說明了本文抗剪強(qiáng)度指標(biāo)計算公式形式的正確性，也說明本文所提出的計算公式適用于各種淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土。因此，實際工程計算時，淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)計算可以參考本文的擬合公式，計算出與軸向偏應(yīng)力和超固結(jié)比相對應(yīng)的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)的增量的估計值，進(jìn)而得到荷載作用下地基土體的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。

圖5 淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土擬合公式曲線和試驗數(shù)據(jù)結(jié)果對比Fig.5 Comparison of the silt mass silty clay between curve fitting formula and the experimental data

通過公式計算出的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)，考慮了超固結(jié)比和上覆荷載對強(qiáng)度指標(biāo)c、φ值影響，可以使得地基土體的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c、φ取值更加準(zhǔn)確，從而充分利用地基承載能力，對工程安全性和經(jīng)濟(jì)性產(chǎn)生積極影響。

3結(jié)論

（1）淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的抗剪強(qiáng)度值隨軸向偏應(yīng)力的增加呈線性增長的關(guān)系；抗剪強(qiáng)度值均隨超固結(jié)比的增加而增加，呈曲線的變化趨勢，超固結(jié)比越大，土樣的抗剪強(qiáng)度增加的速率越慢。（2）在荷載作用下，淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c，φ值隨軸向偏應(yīng)力的提高而線性增加，但φ值增長幅度較小。淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)c，φ值隨超固結(jié)比的增加而增加，呈曲線的變化趨勢，超固結(jié)比越大，c，φ值增加的速率越慢，與c值相比，φ值增長幅度較小。（3）根據(jù)試驗結(jié)果，對荷載作用下的淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的抗剪強(qiáng)度強(qiáng)度指標(biāo)c，φ值進(jìn)行公式擬合，提出實際工程計算中可以參考的計算公式。

［1］Ladd C C.Stress?deformation and strength characteristics，state of the art report［J］.Proc of 9th ISFMFE，1977（4）：421-494.

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Variation of soft clay strength index with over?consolidated ratio under load

WANG Yuan?zhan,MA Nan,YIN Li?qiang
（National Key Laboratory of Water Conservancy Engineering Simulation and Security，Collaborative Innovation Center for Advanced Ship and Deep?sea Exploration,Tianjin University,Tianjin 300072,China）

Through indoor triaxial test,the relationship between over?consolidated ratio of the silt mass silty clay and shear strength under load was studied in this paper.Then the variation of the shear strength index c，φ of soft clay with the over?consolidated ratio and the axial deviatoric stress was summarized.Test results show that the shear strength increases with the increase of the deviatoric stress;the shear strength increases with the increase of over?consolidated ratio,the greater the over?consolidated ratio increases,the slower the shear strength of the soil samples increases.c and φ increase linearly with the increase of the axial deviatoric stress,but φ increases in small extent;the greater the over?consolidated ratio increases,the slower c and φ increase.Compared with c,φ increases in small extent.Finally,formulae were used to fit the experimental data,and the formulae of the variation of soft clay strength index c,φ with over?consolidated ratio under load were put forward.

over?consolidated ratio;deviatoric stress;shear strength;formulae of strength index c,φ

TU 411

A

1005-8443（2016）04-0439-07

2015-10-13；

2016-03-07

國家自然科學(xué)基金（51279128）；國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體科學(xué)基金（51321065）；交通運(yùn)輸部交通建設(shè)科技項目（2013328224070）

王元戰(zhàn)（1958-），男，河北省人，教授，博士生導(dǎo)師，主要從事港口、海岸及近海工程結(jié)構(gòu)設(shè)計理論與計算方法、巖土力學(xué)及土與結(jié)構(gòu)相互作用機(jī)理和數(shù)值模擬方法、結(jié)構(gòu)動力學(xué)及工程結(jié)構(gòu)動力設(shè)計理論與計算等方面的研究。

Biography：WANG Yuan?zhan（1958-），male，professor.