目前在大力推动海洋开发的背景下，海洋土的研究方兴未艾，其力学特性是海洋码头桩基设计的关键内容之一。据相关资料显示[1—3]，海洋土成分十分复杂，主要由石英砂和伊利石为主的黏土矿物组成(以中国东部沿海土为例，伊利石含量占比最多的超过65%)。因此，级配以及黏土矿物成分成为影响海洋土强度和变形特性的重要因素。

Thevanayagam等[4]研究了粉粒含量对于无黏性土物理性质的影响，发现当粉粒含量超过一定界限值后，会引起砂骨架和粉粒的孔隙比、矿物成分和形状等物理特征发生变化；王武刚等[5]讨论细粒含量对粉砂固结压缩特性影响，分析细粒含量，孔隙比和压缩模量之间的关系；凌华等[6]进行了不同细粒含量的无黏性和含黏粒粗粒土的三轴排水剪切试验，研究了级配对粗粒土强度、变形和剪胀特性等的影响；周晖等[7]以微观角度从矿物颗粒的表面特性与结合水性质等方面研究矿物成分对细颗粒黏土强度特性的影响；王淑云等[8]认为颗粒级配是影响粉砂强度特性的主要因素；蔡正银等[9]通过对不同级配条件下的粗骨料进行大型三轴剪切试验，研究发现堆石料的临界状态及其影响因素。

上平面纵向联结系均采用平行形式，与弦杆在节点处相连，以抵抗横向风荷载、竖向荷载及弦杆变形等产生的内力，上撑杆均采用箱形截面，截面宽度300mm，高度均为300mm，板厚12mm。

Nakamura等[10]对取自日本和台湾不同类型滑坡的黏性土进行分析，建立了其残余内摩擦角和土体中矿物含量之间的经验关系。Tiwari等[11]在日本风化泥岩和前人数据的基础上，建立了内摩擦角与黏粒含量之间的定量关系式。何蕾[12]深入探讨了矿物成分对黏性土抗剪强度的控制规律，分析了黏性土抗剪强度变化的内在机理；金银富等[13]采用高岭土、伊利土、蒙脱石及绿泥石，按不同质量比例混合来制备重塑土样，探索不同黏土矿物成分对黏土一维压缩特性的影响。

综上，关于细粒含量影响的研究主要集中粉粒和其他粒径细颗粒对于强度、变形等性质的研究，细颗粒含量对于土样的强度和变形由决定性影响。而本文通过制备6组重塑土样，通过控制小于0.075 mm粒径的砂含量以及伊利石土含量，进行一系列的三轴固结不排水剪试验、一维固结压缩试验和渗透试验，分析细颗粒含量对于海洋土强度和变形特性的影响。

1 试验方案

1.1 砂土样分组

研究主要讨论细颗粒含量(粒径≤0.075 mm的砂粒含量)对于砂土样的力学性质的影响。试验分组、粒径小于0.075 mm砂含量及土样基本力学参数(控制相同的相对密实度Dr)如表1所示。

w(10));G=(g(1) , g(2), g(3), ……, g(10))。对应的等效覆冰厚度分别为R=(r(1), r(2), r(3), ……, r(10)), 根据式(1)， 有

1.2 黏土样分组

研究集中于石英砂和伊利石土的含量对于土的力学性质的影响。试验分组、伊利土含量及土样基本力学参数(控制相同的干密度ρd)如表2所示。

1.3 土样颗粒分析

根据图1级配曲线图，可以得出6组土样的不均匀系数Cu，结果如表3所示。

 

(1)

2 强度特性研究

根据试验结果绘制砂土样的不排水剪切强度与细颗粒含量的关系曲线，如图3所示。由图3可以发现，在同一级围压下，随着小于0.075 mm粒径砂含量的增加，不排水剪切强度增加。这是因为着随着细颗粒含量逐渐增加，细颗粒填充粗颗粒之间空隙，使得砂土的抵抗外部荷载的能力增加。

智能化发展是未来阶段自动化机械制造的主要趋势，我国的机械制造自动化智能技术应用总体而言相对普及，但实际智能操控水平并不高，部分关键性系统操作流程仍需人工干预完成，导致生产成本大幅增加，自动化生产效率大打折扣。未来阶段的自动化机械设备制造必须与现代智能化技术有效融合，通过一系列的技术研发提高智能化技术应用可靠性，从将智能化技术开发纳入自动化机械设备制造体系，以此提高自动化机械设备生产的实际可控性。

管理人员可以通过对用户的权限分配，限定用户的某些行为，以避免故意的或非故意的某些破坏。然而，更多的安全措施必须由使用者自己来完成，比如：

  

图1 级配曲线Fig.1 The grading curve of samples

2.1 砂土样

根据试验结果绘制砂土样的残余强度强度与细颗粒含量的关系曲线，如图4所示。由图4可知，随着围压升高，残余强度σr显著提高；在同一级围压下，随着小于0.075 mm粒径砂含量的增加，残余强度σr增加，且大致呈线性关系。对试验结果进行线性回归，得到残余强度σr与细颗粒含量m与围压之σr间关系式，如式(2)所示：

  

图2 砂土样应力应变曲线Fig.2 The stress-strain curve of the sand samples

进行6组三轴固结不排水剪试验，试验时采用了相同的制样相对密实度或者干密度，分析由于级配不同和黏粒含量不同导致的土样强度和变形的差异性。试验在河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室的三轴仪上进行，试样尺寸均为Ø39.1 mm×80 mm，制样时采用了分层振动，以保持试样的均匀性和减少颗粒离析。砂土样饱和方式采用水头饱和法，加伊利石土土样采用先24 h真空饱和，后反压饱和的方法饱和，剪切过程中记录轴向变形、轴向荷载及排水量，试验严格按照《GB/T 50123—1999 土工试验方法标准》[14]进行。

 

表1 砂土样试验分组Table 1 The groups of sand samples

  

试样编号试样土比重Gs控制相对密实度Dr控制干密度ρd,max/(g·cm-3)小于某粒径颗粒百分含量/%5 mm2 mm1 mm0.5 mm0.25 mm0.075 mm伊利石土土样12.674土样22.676土样32.5770.851.68100959080501001.7810095908055501.651009590806000

 

表2 加伊利土土样试验分组Table 2 The groups of soil samples added illite

  

试样编号试样土比重Gs控制干密度ρd,max/(g·cm-3)小于某粒径颗粒百分含量/%5 mm2 mm1 mm0.5 mm0.25 mm0.075 mm伊利石土土样32.577土样42.596土样52.535土样62.4551.65100959080500010095908045051009590804001010095908035015

 

表3 土样不均匀系数CuTable 3 The nonuniformity coefficient Cu of samples

  

试样编号土样1土样2土样3土样4土样5土样6d300.140.150.160.160.170.18d100.0750.090.100.100.100.10d600.310.310.310.330.350.36Cu4.193.653.31---

  

图3 不排水剪切强度与细颗粒含量的关系曲线Fig.3 The curves of relationship between undrained shear strength and the fine particle content

  

图4 残余强度与细颗粒含量关系曲线Fig.4 The curves of relationship between residul strength and the fine particle content

由试验结果得到的应力-应变全过程曲线如图2所示。在3个砂样级配下，都呈现明显的非线性应变软化特征，在三轴应力条件下经历了5个典型的变形阶段：压密阶段、线弹性阶段、弹塑性阶段、应变软化阶段和残余塑性流动阶段。

σr=0.791σc+85.597m+29.463

(2)

2.2 加伊利石土土样

这表明无论是哪种细颗粒都对土样的变形特性有着显著的影响：随着细颗粒含量的增加，土样压缩模量Es减小。

K=0.032-0.224m

  

图5 加伊利土土样应力应变曲线Fig.5 The stress-strain curve of the soil samples added illite

根据试验结果绘制不排水剪切强度与黏粒含量关系曲线，如图6所示。可知，加伊利土土样(土样3、土样4、土样5、土样6)变化较砂土样更明显，随着黏粒含量增加，不排水剪切强度呈现先增加后减小，并在黏粒含量为10%时达到最大值；由此可知，伊利土含量为10%是其临界值，当小于10%时，土样性质主要由砂土影响，当伊利土含量大于10%时，土样性质逐渐由黏土矿物占主导。此规律在何蕾的研究[8]中同样有类似结论，黏土矿物对黏性土的抗剪强度的控制作用取决于矿物成分含量的相对的比例，其研究结果发现伊利土的临界值大概在8%。

  

图6 不排水剪切强度与黏粒含量的关系Fig.6 The curves of relationship between undrained shear strength and the fine particle content

  

图7 加伊利土土样的内聚力C值与黏粒含量的关系Fig.7 The curves of relationship between cohesion C and the fine particle content

根据试验结果绘制内聚力C值与黏粒含量关系曲线，如图7所示。由图7可知，加伊利土土样(土样3、土样4、土样5、土样6)随着黏粒含量的增加内聚力C值增加，且大致呈线性关系，当细颗粒含量从0上升到15%，内聚力C值从11.76 kPa上升至34.26 kPa。

3 压缩变形特性研究

类似的是，在同一初始孔隙比下，加伊利土土样(土样3、土样4、土样5、土样6)的压缩模量Es随着伊利土含量的增加都呈现显著下降趋势，即当初始孔隙比e0=0.8时，试样伊利土含量增加15%，土样的压缩模量下降了50.9%。同时，当伊利土含量从0上升到5%时，土样压缩模量下降到了1.496 MPa；当伊利土含量从5%上升到10%时，土样压缩模量下降了2.375 MPa；但是当伊利土含量从10%上升到15%时，土样压缩模量仅仅下降了0.292 MPa，因此当伊利土含量比较低时，伊利土含量的增加对于土样压缩性质影响更为明显；而当伊利土含量比较高时，伊利土含量的增加对于土样压缩性质影响较小。

将试验结果绘制成压缩模量Es与细颗粒含量关系曲线图，如图8所示，在同一初始孔隙比下，砂土样(土样1、土样2、土样3)的压缩模量随着小于0.075 mm粒径砂含量的增加而显著减小；即当初始孔隙比e0=0.8时，砂土样的细颗粒含量增加10%，其压缩模量下降到了31.6%。

 

表4 土样的压缩系数av、压缩模量EsTable 4 The compressibility av and the compressionmodulus Es of the soil sample

  

试样编号200 kPa固结不排水剪强度/kPa300 kPa固结不排水剪强度/kPa压缩系数av/MPa-1压缩模量Es/MPa土样1310.1435.40.3455.587土样2280.5417.10.3196.154土样3269.2416.10.238.163土样4320.5423.30.2676.667土样5373.7506.10.3744.292土样6331.2452.20.4204.000

对于7组土样分别进行压缩试验，控制初始孔隙比相等，e0=0.8。根据试验结果，压缩系数并非常数，其大小与土所受荷载有关，工程中一般采用100～200 kPa压力区间对应压缩系数来评价土的压缩性。根据e-p曲线计算得出压缩系数av、压缩模量Es如表4所示。

事情很快败露。妈用笤帚狠狠抽打三哥，他哭着却不躲，死心塌地接受惩罚。哥哥姐姐拼命护着三哥，也跟着哭了起来。妈打着打着却一把搂过我们兄妹也哭了，比我们更伤心。

由试验结果得到的应力-应变全过程曲线如图5所示。由图5可知，在伊利土含量较少较小时(土样3、土样4)，剪切过程呈现较为明显的应变软化现象，但是随着伊利土含量增加的增大(土样5、土样6)，试样在剪切过程呈现明显的应变硬化现象，这说明伊利土含量对于试样剪切过程影响较为明显，应力应变曲线随着伊利土含量增加出现了软化型向硬化型过渡，伊利土含量临界值是10%。

  

图8 压缩模量Es与细颗粒含量关系曲线Fig.8 The curves of relationship between the compression modulus Es and the fine particle content

4 渗透特性研究

对于砂土样(土样1、土样2、土样3)，进行常水头试验，控制试样的相对密实度Dr=0.85；对于加伊利土土样(土样3、土样4、土样5、土样6)，进行变水头试验，控制试样干密度ρd=1.65 g·cm-3。实验结果如表5所示。

 

表5 土样水温20 ℃时渗透系数实验结果Table 5 The hydraulic conductivity of samples when the temperature of water is 20 ℃

  

试样编号土样1土样2土样3土样4土样5土样6细颗粒含量/%105051015水温20 ℃时渗透系数1.06×10-21.99×10-23.30×10-23.08×10-31.06×10-41.10×10-5

从图9可以得到，砂土样(土样1、土样2、土样3)在同一相对密实度下，当小于0.075 mm粒径砂含量越大，渗透系数大致呈线性减小。细颗粒含量从0增加到10%，渗透系数K数量级没有发生变化，从3.30×10-2下降到了1.06×10-2。对试验结果进行线性拟合，得到渗透系数K与细颗粒含量m的关系式，如式(3)所示:

健全在党的统一领导下协调行动机制。强化党的组织在同级组织中的领导地位，理顺党的组织同其他组织的关系，更好发挥党总揽全局、协调各方作用。新组建省人大社会建设委员会、省政协农业和农村委员会，调整优化人大、政协部分专门委员会职能，更好地保障人民行使国家权力、有效参政议政。紧紧围绕保持和增强政治性、先进性、群众性这条主线深化群团组织改革，更好发挥党和政府联系人民群众的桥梁纽带作用。

(3)

从图10可以得到，加伊利土样(土样3、土样4、土样5、土样6)在同一干密度下，当伊利土含量越大，渗透系数大致呈指数减小。细颗粒含量从0增加到15%，渗透系数土样K数量级发生显著变化，从下降到了。对试验结果进行线性拟合，得到渗透系数K与细颗粒含量m的关系式，如式(4)所示：

药事管理层（B3）主要是从医院药学部角度出发，考虑合理用药管理C6、药品采购供应管理C7、药品储备管理C8等几个方面对药品费用的影响。随着医改的进一步深化，医院药学部的职能从药品供应型向临床服务型转变，在某种程度上，药学部已经成为监督临床合理用药、控制药品费用增长的主要部门之一[6]。而药品采购、供应及储备是医院药事管理的重要组成部分[7]，如基本药物储备适宜、无违规采购等都直接影响着医院药品费用。这些指标源于药学部日常工作范畴，有具体的量化依据，可以较为清楚地打分，易于采集、评价。

 

(4)

  

图9 砂样渗透系数与细颗粒含量关系Fig.9 The relationship of sand samples between the permeability coefficient and the fine particle content

  

图10 加伊利土土样渗透系数与细颗粒含量关系Fig.10 The relationship of soild samples added illite between the permeability coefficient and the fine particle content

5 结论

级配和矿物成分是影响土力学性质的重要因素，是桩基等工程设计中必须考虑的因素，试验研究显示细颗粒含量和伊利石土含量的改变，对土强度和变形特性影响较大。

(1)砂土样的强度曲线都呈应变软化型，经历了5个典型的变形阶段。土样不排水剪切强度与细颗粒含量有较强的相关性，随着细颗粒含量的增加而增加。

(2)土样中伊利土含量对含伊利土土样的强度性质起着重要决定性影响。当伊利土含量小于临界值(10%)时，土样性质主要由砂土决定；当伊利土含量大于临界值(10%)时，土样性质决定性因素变成伊利土。

3.3.2 建设能源大数据平台。推进能源数据标准化，打通政府、企事业单位数据壁垒，探索多方参与、共建的能源大数据平台。大力发展能源大数据服务应用，实现能源信息整合增值和商业模式创新。

(3)土样的压缩性与细颗粒含量有明显的相关性：随着细颗粒含量的增加，土样压缩模量Es减小。

(4)土样的渗透性与细颗粒含量有明显的相关性：砂土随着小于0.075 mm粒径砂含量越大，渗透系数大致呈线性减小；含伊利土土样随着伊利土含量越大，渗透系数大致呈指数减小。

参考文献

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10 Nakamura S, Gibo S, Egashira K, et al. Platy layer silicate minerals for controlling residual strength in landslide soils of different origins and geology. Geology, 2010; 38(8):743—746

11 Tiwari B, Ajmera B. A new correlation relating the shear strength of reconstituted soil to the proportions of clay minerals and plasticity characteristics. Applied Clay Science, 2011; 53(1):48—57

12 何 蕾. 矿物成分与水化学成分对粘性土抗剪强度的控制规律及其应用. 北京：中国地质大学(北京), 2014

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14 中华人民共和国建设部.土工试验方法标准: GB/T 50123—1999. 北京: 中国标准出版社, 1999

Ministry of Construction of the People’s Republic of China. Standard for soil test method: GB/T 50123—1999. Beijing: Standards Press of China, 1999