软土广泛分布于沿海、河流中下游及湖泊的三角洲地区,一般具有高含水量、大孔隙、低强度、高压缩性、低渗透性、结构性和流变性等特点,其工程力学性状复杂且工程性质差,软土的渗透固结特性是土工建设工程中不可回避的问题之一。土的力学性质从本质上来说是取决于其微结构,土的微孔隙特征是研究土体微结构的重要内容,土体孔隙的结构形态特征与土的渗透固结特性关系密不可分。本文基于试验从微观的角度研究了软土的孔隙结构特征及其与渗透固结特性的关系。本文研究的对象包括极细颗粒人工土和珠江三角洲地区的软土。采用的宏观试验方法有固结渗透试验、常水头渗透试验和变水头渗透试验,微观试验方法以压汞试验(MIP)为主、还包括扫描电镜试验(SEM)、X射线衍射(LD)、激光衍射法试验(XRD)、气体吸附法(BET)、乙二醇乙醚吸附法(EGME)等。本文开展的研究工作和取得的成果有如下几个方面:(1)研究了土体微观试验脱水过程中冷冻干燥法、烘干法和风干法对软土孔隙结构的影响,为微观试验分析奠定了基础。对于含水率大、高塑性的天然软土应使用冷冻干燥法干燥。(2)试验验证了用压汞试验获得软土比表面积的可行性与可靠性,因此可以在获得土体孔隙分布特征的同时获得土体的比表面积,简化了试验。(3)定量研究了软土固结渗透过程中孔隙分布结构的变化,发现在软土固结渗透过程中孔隙直径小于100nm的小孔隙含量与分布不变规律,渗透固结改变的主要是孔隙直径在100nm和10000nm之间的中孔隙含量和分布,并从微观孔隙的角度对这一现象进行了机理分析与探讨;(4)用压汞试验测试分析了大量不同成分、孔隙比、含水率、饱和度的人工软土以及珠江三角洲天然软土孔隙分布特征。压汞试验结果表明软土孔隙特征的多样性,因此工程中采用的表达土的孔隙含量的宏观参数孔隙比并不能完整描述软土的孔隙特征,需要引入其他微观参数对软土的孔隙特征进行描述。(5)统计分析了人工土和天然软土的孔隙结构特征参数和渗透系数的关系。根据试验结果和理论分析把土中孔隙分类为小孔隙(D≤100nm)、中孔隙(100nm<D≤10000nm)和大孔隙(D>10000nm)。统计分析表明,渗透系数与压汞孔隙比、中孔隙体积绝对含量没有相关性或弱相关,与小孔隙体积绝对含量呈现中等相关,与比表面积呈现中等相关或强相关,与平均孔径和大孔隙体积绝对含量强相关。(6)从微观孔隙结构的角度探讨了渗透固结的机理,提出小孔隙孔隙比、中孔隙孔隙比、大孔隙孔隙比和有效孔隙比概念与假设。基于K-C模型,根据有效孔隙比假设重新推导了考虑微观孔隙特征的修正的K-C模型。经过试验验证,相对于传统的K-C模型,修正的K-C模型更加适合珠江三角洲地区软土。