本課題以珠三角軟土為研究載體，采用多功能精密加載臺和環(huán)境掃描電鏡技術(shù)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(nèi)容為：(1) 珠三角軟土蠕變特性及其形成的環(huán)境因素和微觀因素分析；(2) 珠三角軟土天然顯微結(jié)構(gòu)試驗及特征形成分析；(3) 剪切和壓縮荷載下軟土蠕變微觀結(jié)構(gòu)動態(tài)觀測與變化規(guī)律的機理分析；(4) 珠三角軟土蠕變特性的微結(jié)構(gòu)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(chuàng)新及實際應(yīng)用價值，通過軟土微細觀結(jié)構(gòu)動態(tài)觀測試驗與理論分析，揭示軟土蠕變性質(zhì)與微觀組織結(jié)構(gòu)、物質(zhì)成分的關(guān)聯(lián)機制和力學行為機制，由微細觀物理機制解釋軟土蠕變特性，建立創(chuàng)新性的軟土力學宏微觀理論模型,并把土體微觀研究從微觀靜態(tài)試驗和定性分析推進到連續(xù)動態(tài)觀測和微觀參數(shù)定量分析的水平；課題的研究成果可為我國沿海地區(qū)大量軟土地基處理和設(shè)計提供新的理論基礎(chǔ)

珠江三角洲軟土具有物質(zhì)成分復(fù)雜、含水量高、變形大、強度低、穩(wěn)定性差等區(qū)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(shù)問題開展相關(guān)的微細觀土力學基礎(chǔ)研究，研究內(nèi)容主要包括：（1）珠三角軟土時效特性及其形成的環(huán)境因素和微觀因素分析；（2）珠三角軟土天然顯微結(jié)構(gòu)試驗及特征形成分析；（3）簡單和復(fù)雜荷載下軟土微觀結(jié)構(gòu)動態(tài)觀測與變化規(guī)律的機理分析；（4）珠三角軟土時效特性的微結(jié)構(gòu)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(jié)模型理論研究；（6）土體強度和變形過程的動態(tài)顯微觀測技術(shù)研究等。 取得了如下主要成果：（1）提出ESEM圖像顯微結(jié)構(gòu)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征測試、三相圖計算相匹配的改進圖像處理分析方法；（2）研制出一種顆粒材料壓縮/剪切試驗多功能加載儀；制備出一種力致發(fā)光顆粒材料；（3）基于不同顆粒尺度和物質(zhì)成分的流變特性，提出分別對應(yīng)于粗顆粒和高粘性微細顆粒物質(zhì)的范性流變和流質(zhì)流變理論；（4）基于流變微細觀試驗結(jié)果及其機理分析，建立了引入鄧肯非線性彈性模量的流質(zhì)流變元件模型，揭示軟土流變的物質(zhì)基礎(chǔ)及物理機理；（5）基于軟土滲流的微尺度效應(yīng)現(xiàn)象和物理機制分析，建立了考慮微尺度效應(yīng)的達西滲流定律和Kozeny-Carman滲流定律的修正模型；（6）基于土體微細觀結(jié)構(gòu)特別是微細孔隙結(jié)構(gòu)特征的物理機制，建立了考慮了固結(jié)土體的微細結(jié)構(gòu)性變化和壓密效應(yīng)的修正固結(jié)模型。 本課題研究具有理論創(chuàng)新及實際應(yīng)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(zhì)與微觀組織結(jié)構(gòu)、物質(zhì)成分的關(guān)聯(lián)機制和力學行為機制，由微細觀物理機制解釋軟土時效特性，建立創(chuàng)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(chǔ)，建立軟土處理新技術(shù)為我國沿海地區(qū)大量淤泥和污泥的資源化利用提供新的技術(shù)方法和工藝。課題研發(fā)的顆粒材料壓縮/剪切試驗多功能加載儀以及力致發(fā)光顆粒材料，可應(yīng)用于顆粒介質(zhì)微細觀力學特征的可視化試驗，促進微細觀土力學的試驗研究。 2100433B