饱和高压黏土由于固结效率低严重阻碍了深部黏土实验研究,本文通过改进优化大尺寸悬浮式高压固结仪,实现一次性固结制备数量足够多的土样,并利用该系统试验获得高压黏土固结过程中K₀值的变化规律,结合离散元细观模拟,探究高压K₀系数变化机理,为后续高压三轴实验提供基础。主要研究内容和成果如下:首先改进优化了大尺寸悬浮高压固结仪,解决了土样尺寸变大、长期加载、高应力带来的一系列问题。改进加载系统,显著降低了钢丝绳加载系统阻力,实现了上压板和加载柱间的高度可调节,同时解决了土样的预固结、取压力盖、取土样及压力室密封减阻问题,使固结仪可以完成16MPa高压固结加卸载实验。设计完善了测量系统,实现了全面准确测量。自研弯曲元剪切波速测试系统,可以长期在高压饱和黏土中工作,接收信号清晰;对固结仪整个测量系统进行了密封安装和标定,土压力传感器采用砂标,提高了测量精度。其次,利用改进的固结仪进行了高压K₀固结实验,验证了系统可靠性,得到了土体K₀非线性变化规律。对比了不同研究中深部土体K₀系数;根据三轴实验结果对比jaky公式、修正jaky公式计算K₀系数对深部土的适用性,发现修正jaky公式根据卸围压三轴压缩实验得到的固结压力下摩擦角计算的K₀系数与实验结果相符;通过对比水平和竖直剪切波速比和K₀系数关系,发现两者具有较强正相关,K₀系数改变是因为土体结构发生了改变。最后,利用离散元软件EDEM模拟黏土一维固结压缩实验从细观角度分析了K₀系数变化机理。基于土体性质与实验结果标定了数值模拟所需细观参数;球形颗粒和椭球型颗粒模拟对比表明:只有不规则形状颗粒会造成与实验结果相同的K₀系数非线性变化规律;用图像法统计加载过程中颗粒方位信息,得到颗粒水平定向程度与K₀系数变化相关性较高,K₀系数变化原因之一是颗粒水平定向排列的宏观表现。该论文有图66幅,表21个,参考文献81篇。