刘文白 徐海侠

（上海海事大学海洋环境与工程学院1） 上海 201036） （同济大学水利工程系2） 上海 200092）

关于土体细观结构研究已有许多研究成果.可追溯到20世纪20年代由Tarzaghi揭示了单粒、絮状、蜂窝状结构的概念.周健，池永［1－2］对砂土的工程力学特性进行细观分析；李元海［3］的数字无标点法照相变形量测技术；周健［4］对水平受荷桩及桩周土的的细观特征研究；周健数值模拟分析了循环加荷条件下砂土颗粒的方向性和砂土液化的一般规律［5－6］；毛灵涛［7］提出软土孔隙变化的分维分析；曾远［8］对砂土细观参数与宏观特性的相互影响研究.本文通过土体的宏观物理试验，进行土体细观结构观测与分析，研究宏观力学特性与细观结构的关联.

1 加载过程砂土结构变化分析与试验

1.1 砂土结构分析试验方法

对上拔荷载作用下桩的承载性能进行物理模型试验，试验桩的承载性能和土的变形特性，对桩周土结构的变化、破坏面发展和变形过程进行研究.桩基础模型采用了全模和半模两种形式，半模基础主要用于观测基础受拔后观测土体的细观结构变化以及土体的变形和位移、破坏形态.模型试验见图1.通过安装在体视显微镜的数码照相机观测土的细观结构.通过高分辨率照相机拍摄，分析模型箱侧面土体的位移场.

图1 模型试验与细观观测

模型箱尺寸60 c m×60 c m×80 c m，角钢边框，四面玻璃.模型桩截面3.0 c m×3.0 c m，长55 c m.土样为细砂，物理力学性质为含水率w＝5.89%，饱和度Sr＝18.9%，重度γ＝15.26 k N／m3，孔隙比e＝0.84，粘聚力cq＝0，内摩……