随着《粤港澳大湾区发展规划纲要》的印发,可以预见粤港澳地区今后的建设发展仍然是处于长期和大规模的,但是由于粤港澳地区广泛分布着大量的软土,所以大部分工程不得不建在这些土质很差的软土场地上,从而容易导致在工程建设中发生地基沉陷和失稳等重大工程事故。关于软土的蠕变探究一直是研究的热点,但是很少学者从宏微观耦合作用这一视角探索软土蠕变变形特性的力学行为机制及变化规律。同时在粤港澳大湾区建设的背景下,珠海——这个唯一陆路连通港澳的滨海城市,因其地理优势成为粤港澳大湾区建设的创新高地和中枢核心。故本文以珠海横琴软土作为研究对象,在不同荷载的作用条件下通过进行一系列宏观试验(一维固结压缩蠕变试验、三轴剪切蠕变试验)和微观试验(SEM扫描电镜观测、Image J图像处理)分别系统地研究土体相应宏微观参数与其蠕变变形特性的关系,分析其蠕变特性的宏观表现与微观蠕变机制的内在联系,并建立适合珠海软土的非线性蠕变本构模型,以指导工程设计和实践。本文的主要研究内容以及结论有如下几点:(1)通过采用分别加载方式对珠海横琴软土进行一维固结压缩蠕变试验和三轴剪切蠕变试验,分析土体相应的宏观参数与其蠕变变形特性的关系。通过分析试验数据,发现珠海软土应属于高压缩性土,并且蠕变与加载历时有关,且随着荷载的增大,土样的变形量逐渐增加,其衰减蠕变阶段的曲线斜率越大及持续时候越长,等速蠕变现象越明显。(2)通过对试验前后土样进行SEM(扫描电镜)观测,并采用Image J图像处理技术对SEM图像进行处理,提取能描述软土微结构特征的结构定量参数,分析土体相应的微观结构参数与其蠕变变形特性的定量化关系,研究发现珠海原状土的微观结构主要以叠片、絮凝状结构为主,同时也有团粒结构的存在。随着蠕变开始,土体变得较密实,连接强度变大,整体上土中小直径颗粒和孔隙所占的比例有明显的增加,颗粒和孔隙的丰度值往0.2～0.6范围不断集中,即往扁圆形方向发展,同时复杂度有所下降,即边缘向越来越“圆滑”方向发展。(3)根据所提取的描述软土微结构特征的结构定量参数结果,分析荷载—结构要素—土体微结构三者的关系,发现土体在外部荷载的作用下,其孔隙变形、颗粒变形、结构连结变形三者相互作用对微观结构不断进行调整,其中变化集中表现在颗粒和孔隙的大小、形状上,而定向性对其结构变化影响并不大。且颗粒和孔隙两者相比,孔隙的作用更为明显。(4)基于室内试验与模型方程研究,将蠕变变形分为三部分(线性黏弹性变形、线性黏塑性变形和非线性黏塑性变形)分别建立方程。基于半理论半经验的建模思路,将体积应变引入Merchant模型和五元件广义Kelvin模型,再结合以幂函数反映应力-应变关系和以双曲线关系反映应变—时间关系的蠕变方程建立一种适合珠海软土的非线性蠕变本构模型,以指导工程设计和实践。