主要内容及技术路线

本书的主要内容包括六个方面。

（1）毛乌素沙漠自然地理及地质环境条件研究

通过资料调研和野外考察，对毛乌素沙漠地区的自然地理环境、大气运动及气候特征、降雨特征、地质构造环境、地貌环境、地层环境和水文水资源等地质环境条件进行全面总结研究，在此基础上总结分析各种沙漠地貌单元的形成条件、分布状况及演化规律。

（2）毛乌素沙漠风积砂基本物理力学特性试验研究

根据野外采集的大量试样，通过一系列试验和测试手段，对毛乌素沙漠风积砂物理化学基本性质进行研究；同时，对不同密度条件下土水特征曲线的滞回特性及其变化趋势进行研究，并对毛乌素沙漠风积砂的渗透性进行测定，借以研究渗透系数与密度的变化关系，以便为有限元数值模拟计算提供相关计算参数。通过野外取样和大量室内外试验，开展毛乌素沙漠风积砂级配特点、微结构、密度、含水量等物理特性研究，通过直剪试验、三轴剪切试验，研究具有不同物理特性的沙漠砂压缩特性、击实特性、强度特性等基本岩土力学性质。

（3）毛乌素沙漠风积砂应力路径力学试验与D C模型、剑桥模型参数研究

对不同应力路径下风积砂的应力应变关系进行三轴试验和模型研究。首先研究常规应力路径应力-应变-强度关系，然后通过改进常规三轴试验设备以实现三轴拉伸应力路径试验，并对该应力路径下应力-应变-强度关系进行研究，最后通过相关试验数据确定DC非线弹性本构模型和剑桥本构模型的相关参数，为基于这两种工程应用较为广泛的本构模型的工程数值计算提供相关参数。

（4）基于状态的毛乌素沙漠风积砂弹塑性本构模型与三轴试验模拟研究

开展毛乌素砂基于状态的弹塑性本构及其相关的本构参数研究。从砂土的变形特性入手，首先研究毛乌素沙漠风积砂的状态，同时确定相关模型参数，然后围绕基于状态的砂土剪胀本构模型理论验证相关的本构模型。以毛乌素沙漠风积砂在不同应力路径下的三轴试验结果为基础，模拟风积砂在不同应力路径下的变形特性，并与试验结果进行比较，以探讨不同应力路径状态下该模型的适用性以及存在的问题。

（5）毛乌素沙漠风积砂地基动力特性研究

在固结不排水（CU）和固结排水（CD）动三轴试验基础上，对毛乌素沙漠风积砂的动力特性进行研究。分析相关动力参数和动强度特性及其影响因素，在此基础上建立毛乌素沙漠风积砂的等效黏弹性本构和残余应变模型，获取等效强度参数，并在此基础上建立等效摩尔库仑强度判据。为毛乌素沙漠风积砂地基在动荷载作用下的变形、强度计算和场地液化势判别提供试验和理论依据以及可供工程直接应用的模型和参数。

（6）毛乌素沙漠风积砂地层桩体复合地基承载力试验研究

开展沙漠风积砂的地基承载力试验工作，研究典型沙漠风积砂地基的持力特性；开展风积砂地层碎石桩、砂桩及水泥搅拌桩桩体及复合地基的极限承载力原位载荷试验等工作，同时研究桩体复合地基桩土荷载分担特性及单桩有效桩长，为毛乌素沙漠风积砂地基的设计和施工实践提供可以参考的依据。

研究的技术路线框图如图1.3所示。

图1.3 研究技术路线