马雯波，饶秋华，冯康，许锋

(中南大学 土木工程学院，湖南 长沙，410075)

随着陆地矿产资源日益枯竭，海洋矿产资源的开发利用已迫在眉睫。海洋矿产资源开发的前沿技术是采矿系统的设计，目前国内外研制出的采矿系统主要有连续绳斗式、自行穿梭式、集矿机与管道提升结合式等，其中集矿机与管道提升相结合的采矿系统应用最广[1-3]。集矿机能否在深海稀软底质土上正常行走对采矿系统的安全运行极其关键。由于深海稀软底质土比陆地土具有更高的含水率[4-5]、更明显的流变特性[6]，极易导致深海集矿机沉陷，且其沉陷量随着时间的增加而加剧，故研究深海稀软底质土的压缩蠕变规律及其蠕变本构方程非常重要。考虑到深海稀软底质土取样难度较大，无法满足大量的试验要求，通常采用模拟土替代深海稀软底质土进行力学性能(如单轴压缩、剪切)研究，并提出了相应的本构模型[7-9]，但均未考虑深海稀软底质土独特而重要的流变特性。目前，常用的流变本构模型主要有4 类：经验模型[10]、元件模型[11]、内时理论模型[12]和屈服面模型[13]。屈服面模型需要确定的参数较多，而内时理论模型中的隐式函数拟合程序又较难实现，故经验模型和元件模型应用较广。本文基于太平洋C-C 矿区的深海稀软底质土，选取4 种不同的膨润土为原料与水按一定比例调和以配制成最佳模拟土；通过固结排水三轴压缩蠕变试验测得该模拟土在相同围压、不同轴压下的蠕变曲线，并采用不同的流变模型对其蠕变特性进行参数识别，以确定能精确反映该土样压缩蠕变特性的本构模型，为深海集矿机的沉陷预测及安全评定提供依据。……