上海黏土压缩回弹变形的微观机理

顾 迪，严学新，张 云，白 杨，杨天亮

(1.南京大学地球科学与工程学院，江苏 南京 210023；2.上海市地质调查研究院，上海 200072)

过量开采地下水造成土层中有效应力增大、土体压缩变形，地面产生沉降。为了控制地面沉降的发生和发展，许多地区限制、禁止地下水开采，或进行人工回灌，以期土层中孔隙水压力增加、有效应力减小，土层回弹，但这些措施的效果往往并不尽如人意。为了采取更经济合理的方法防止和控制地下水开采引起的地面沉降，有必要进一步研究土体(尤其是构成弱透水层的黏土)在有效应力变化情况下的变形机理。

黏土的宏观变形是其微观结构变化的宏观反映，土体内部孔隙的变化是土体微观结构变化的主要因素，而孔隙体积的改变是土体变形的主要原因，因此，研究土体孔隙的变化有助于揭示土体变形的机理。近年来许多学者致力于研究黏土变形过程中微观结构(特别是孔隙结构)的变化。李越等[1]研究表明，与压缩曲线类似，上海软土的面孔隙度随固结压力增大而减小，在0～200 kPa范围内，孔隙个数和孔隙平均形状系数随固结压力增大而显著增加，在固结压力大于200 kPa后，随固结压力增大，孔隙个数缓慢减小、孔隙平均形状系数缓慢则增大。周晖等[2]认为随固结压力增加，珠江三角洲软土的颗粒定向性增加、孔隙体积减小、孔隙分维值下降。谢晓华等[3]对珠江三角洲软土进行的压缩试验结果表明，随着压力增加，土体的孔隙率和孔径减小，而孔隙数量增加。……