软土初始损伤门槛值的真三轴试验研究

对上海淤泥质软土进行真三轴试验，用损伤观点研究土在三维应力状态下的特性，认为软土的受力过程就是受损伤的过程。试验表明，中主应力及固结压力对上海软土的初始损伤点的出现有影响。初始损伤应力门槛值随中主应力比和固结压力的增大而增大，初始损伤应变门槛值随固结压力的增大而增大，但随中主应力比的增大而减小。最后，提出了确定土在三维应力状态下的初始损伤门槛值的经验方法。     

土在复杂应力状态下的动力特性研究

利用空心园柱扭剪仪，对瀑布沟心墙土料系统地进行了复杂应力状态下初始主应力偏传角ａ０，中主应力参数ｂ对土动力特性影响的试验研究，研究表明，ａ０角对土的动强度有不可忽视的重要影响，随着ａ０增加动强度明显降低；ｂ值对动强度也有影响，影响程度与ａ０相比相对要小，文中给出了考虑ａ０，ｂ影响的土，动强度及孔压模式，可供工程参考。     

基于大主应力迹线的无黏性土挡墙土压力分析

墙土接触面的摩擦效应是挡墙土压力分析中需考虑的重要影响因素,首先,通过研究土体应力的分布规律,提出了墙土摩擦效应下墙后土体主应力迹线的确定方法;然后,根据大主应力迹线进行曲线型薄层单元分层,在探究土体微元小主应力变化规律的基础上,结合曲线单元体的静力平衡方程,建立考虑墙土摩擦效应的挡墙主动土压力分析新方法;最后,将本文方法与试验数据和其他方法进行验证和对比分析,对主动土压力系数的影响因素进行敏感性分析。研究表明:考虑墙土摩擦引起应力偏转的分析方法更能准确反映土体应力分布规律,验证了本文方法的合理性与可行性;主动土压力系数随填土摩擦角φ的增大而减小,随墙土间摩擦角δ的增大而增大。     

印度尼西亚Jatigede坝心墙应力和水力劈裂研究综述

已有研究显示,土石坝水力劈裂是否发生与心墙小主应力和抗拉强度有关,且与小主应力成线性关系。在土石坝工程中,大多数部位心墙土料的抗拉强度远低于小主应力。因此在印度尼西亚Jatigede坝水力劈裂研究中,以心墙主应力为重点,忽略心墙土料抗拉强度,在不考虑心墙密度、抗剪强度(c、ф)、坝壳堆石与心墙模量比、泊松比等应力影响因素的交叉作用下进行有限元计算,结果表明:心墙土料的泊松比对应力影响最大,其次是心墙的密度,然后是心墙土料抗剪强度指标值,最小的是心墙土料凝聚力。在这5种影响因素中,模量比对心墙应力的影响仅比心墙土料凝聚力c明显,计算初步判断该心墙不会发生水力劈裂。     

平面应变仪的研制及试验实例分析

本文介绍的平面应变仪,试样尺寸为长10厘米、宽5厘米、高10厘米,采用柔性加压袋施加小主应力,小型土压力盒量测中主应力,刚性端板施加大主应力,并能量测试样中的孔隙压力和体积变化。文中同时介绍了σ_1=σ_3固结条件下的剪切试验和K_0固结条件下的剪切试验,以及按八面体应力状态进行成果整理的方法,并与轴对称三轴试验成果进行了对比,提出了土的应力状态对其抗剪强度破坏标准产生影响的几点看法。     

土石坝应力路径三维有限元数值分析

 对某土石坝进行了三维有限元应力应变计算,分析了土石坝在填筑期及蓄水期的应力路径变化特性。研究表明,无论是填筑期,还是蓄水期,坝体内各点都为等应力比的应力路径,大主应力与小主应力增量之比基本保持常数,但填筑期及蓄水期的比值大小不同,且该值大小与该点的位置和所处的材料分区有关。研究成果为进行土石坝相关试验提供了依据,也为研究适合于土石坝应力变形分析的本构模型提供了参考。     

一种新型结构性土三维本构模型

在NAKAI等基于应力张量t_(ij)和修正剑桥模型建立的能够描述中主应力影响且适用于描述正常固结土强度和变形规律的三维本构模型的基础上,通过引入能够描述土体密实度的状态变量ρ和土体黏结效应的状态变量ω,提出了适用于描述结构性土强度和变形规律的新型结构性三维本构模型。这一模型具有以下特点:结构性土三维本构模型在正常固结土的三维本构模型的基础上仅增加一个材料参数的情况下能够较好地描述三维应力状态下试样排水与不排水剪切特性、固结特性、围压对应力路径和应力应变曲线的影响及平均应力、偏应力增大时出现的应力路径可逆性等特点。应用新型结构性土三维本构模型对粉质黏土的固结试验和三轴剪切试验进行模拟计算,验证了其在模拟结构性土特征方面的可行性。     

考虑剪切中主应力方向的砂土本构模型

考虑状态依赖性的弹塑性本构模型是当前现代砂土本构理论发展的一个主流方向，但目前所引用的状态参量虽能够反映孔隙比与平均有效应力的联合效应，但尚不能反映剪切过程中的主应力方向对砂土应力—应变关系的影响。大量复杂应力条件下的空心扭剪试验证明，剪切中的主应力方向对砂土的变形和强度特性具有重要的影响。本文在考虑砂土状态依赖性的本构理论的基础上，提出了一个含有主应力方向的砂土状态参量，并将其同时引入剪胀方程和塑性模量，以此为基础建立了一个能够反映剪切中主应力方向的砂土弹塑性本构模型，通过同相关试验数据的对比和分析，验证了该模型可以较好地模拟砂土在不同主应力方向下的应力—应变关系。     

砾石土强度和变形的平面应变试验研究

平面应变试验至今仍属于非常规试验。采用新研制的大型平面应变仪和常规三轴仪对砾石土进行了两组对比试验。由于考虑了中主应力,平面应变试验更加逼真地模拟了工程实际。试验结果表明:①平面应变试验验证了土体的非线性、应力硬化特性和剪缩性;②对于平面应变问题,实际工程在选取强度指标时,可采用稍高于三轴试验测得的强度指标;③由广义胡克定律推导的,用大主应力与中主应力算出的泊松比仅为土体固有泊松比的弹性部分。     

中主应力系数及应力路径对砂土剪切特性影响的真三轴试验研究

针对福建标准砂,进行了系列真三轴排水剪切试验,重点探讨了应力路径、中主应力系数对砂土应力-应变关系、广义剪应力比-应变关系及抗剪强度指标的影响,并利用试验实测的三轴拉伸和压缩条件下的内摩擦角及不同中应力系数条件下的强度实测值,验证了岩土材料非线性统一强度模型在π平面上的强度包线。试验结果表明,应力路径完全相同的情况下,砂土的抗剪强度q和广义剪应力比q/p随中主应力系数的增大而减小,强度指标?随中主应力系数的增大而增加;中主应力系数越大,砂土的剪胀特性越明显;不同应力路径对砂土应力-应变关系影响很大,但对应力比-应变关系及抗剪强度指标?的影响相对较小;岩土材料非线性统一强度模型能够很好地描述砂土的非线性强度特性。     

土体中间主应力确定及其对临界值影响

分析比较平面应变状态下中间主应力的各种形式,根据侧限压缩试验的特殊应力应变条件,推导了一个 与土性参数有关的中间主应力表达式. 该表达式可简单地通过三轴压缩试验所得的参数来确定,同时还可以简 单反映土体应力历史对土体强度的影响. 将该表达式与SMP 准则和Lade 准则结合,建立了平面应变状态下土 性参数与三轴压缩状态土性参数的关系,通过试验数据的分析比较看出,所得的中间主应力能更好地反映土体 的实际性状,对于SMP 准则和Lade 准则均有很好的适用性.     

非饱和土柱形孔扩张的统一弹塑性解

为了研究非饱和土扩张引起的土体力学响应,对现有非饱和土孔扩张解答进行优化,基于非饱和土统一强度理论和孔扩张理论,合理考虑中间主应力效应和基质吸力的影响,建立了非饱和土柱形孔扩张的统一弹塑性解,并对其进行了可比性分析、与现有解的对比验证和参数分析,得出中间主应力、基质吸力及扩孔效应的影响规律。研究结果表明:由于基质吸力的存在,非饱和土极限扩孔压力较饱和土更高;不考虑中间主应力影响的Mohr-Coulomb解答过于保守,极限扩孔压力偏小;整个扩孔过程中,扩孔压力随着扩孔半径的增大而增大,增长速率逐渐减缓,最后趋近于定值,达到极限扩孔压力。由于考虑了中间主应力效应、非饱和特性等工程实际情况,研究成果可为桩基扩孔等工程设计提供有益的参考。     

主应力方向角对重塑黄土各向异性的影响研究

为探究主应力轴循环后不同主应力方向角对青海重塑黄土各向异性的影响,对取自青海西宁地区的黄土进行了主应力循环后的定向剪切试验。试验结果表明:主应力方向角对重塑黄土各向异性具有显著影响,不同主应力方向角下重塑黄土的八面体剪应力-应变曲线和偏应力-主应变曲线均表现出很大差异,且不同主应力方向角下土体归一化强度不同;当主应力方向角超过60°时,土样剪切破坏的八面体剪应变变小;土体大主应变曲线的发展趋势与八面体剪应变相似,主应力方向角不超过75°土体中主应变不断向正向发展,主应力方向角为90°时,中主应变有着不同变化趋势,不断向负向发展,土体小主应变的总体变化趋势为负向;重塑黄土归一化强度随主应力方向角增大呈非线性降低,且主应力方向角为90°时土体归一化强度最小。     

考虑中间主应力影响的土中孔扩张问题精确相似解

由于莫尔库仑模型不能考虑中间主应力对材料屈服的影响，本文使用双剪统一强度理论，考虑中间主应力的影响，并同时考虑土体的剪胀和应变软化特性，给出了柱孔或球孔扩张问题的精确相似解答。算例表明，中主应力对计算结果影响显著，与不考虑中主应力影响结果相比，考虑中主应力影响时塑性区半径明显减小，极限扩张压力明显增大，同时土的应变软化和剪胀特性对相似解结果也有很大影响。     

基于统一强度理论的管桩挤土效应分析

基于统一强度理论和圆孔扩张理论对管桩的挤土效应进行分析,考虑了中间主应力的影响,并得出了相应的桩周土体弹塑性阶段的应力场和位移场等的解析表达式.通过算例分析,探讨了中间主应力对管桩挤土效应的影响程度.结果表明:与Mohr-Coulomb强度理论结果对比,中间主应力对计算结果有显著影响,随着中间主应力参数b的增大,塑性区半径明显减小,孔内最终压力则明显增大,在相同半径处,孔内的径向压力也增大.强度理论中的参数b对塑性区半径、径向位移及应力分布等均有影响.     

不同冲击频率与中主应力下细砂力学响应研究

使用SPAX-2000改进型真三轴试验系统对饱和细砂进行循环冲击动力固结试验,研究不同固结条件、不同冲击荷载作用频率与不同中主应力作用下细砂应力—应变关系等力学响应;并结合三轴剪切试验,分析对比了不同条件下冲击荷载作用后试样强度的变化特征.试验结果表明:中主应力增大,试样在冲击荷载的作用下更容易趋于密实,抗剪强度得到较...     

基于离散元的颗粒材料三维临界状态与剪胀特性研究

临界状态通常作为砂土等颗粒材料本构模型中的一种参考状态,是经典土力学框架的一个重要组成部分。根据砂土的细观结构特性,一些学者提出了描述砂土内部结构特性的状态参量,建立了状态相关的剪胀模型。然而受试验条件的限制,目前多采用常规三轴试验研究颗粒材料的临界状态和剪胀特性,未考虑中主应力因素。已有研究表明加载路径对颗粒材料的力学特性有一定影响,本文采用离散单元法模拟了颗粒材料真三轴应力路径试验,分析了加载过程中颗粒材料的应力应变特性及中主应力对临界状态的影响。结果表明:颗粒材料的临界状态线(CSL)在e-lg p平面内是唯一的,与中主应力系数无关。临界状态应力比与应力罗德角的关系可以采用角隅函数近似表达。基于状态相关的剪胀理论,采用Lode角的函数(角隅函数)表示模型参数,提出一个新的应力-剪胀模型。数值试验结果表明,本文采用的三维剪胀模型能够较好地反映了离散元数值模拟中颗粒材料在三维应力路径下的剪胀特性,然而公式的适用性需要更多的试验验证和理论研究。     

基于双剪理论的饱和/非饱和渗流边坡稳定性分析

根据Bishop非饱和有效应力假定建立了适用于非饱和土的双剪统一强度理论。基于非饱和土双剪统一强度理论使用二维显式有限差分程序FLAC,以某边坡模型试验为例,考虑土体强度的中间主应力效应及渗流的影响,分析了地下水位升降导致的饱和/非饱和渗流条件下边坡稳定性分析问题。饱和及非饱和渗流的计算分析均说明忽略中间主应力效应的计算结果与边坡模型试验结果不相符。地下水位下降过程中,按相关联流动法则计算得出边坡只存在一条滑动面,而非相关联流动法则计算结果显示边坡存在多条滑动面。     

含水率对加筋土强度影响的真三轴试验研究

在真三轴试验的基础上,比较分析了不同含水率对加筋土强度的影响,结果表明:加筋黄土的应力应变曲线均为强硬化型,中主应力比越大,土体抗剪能力越大;在中主应力比一定的情况下,含水率越低,达到相同变形所需要的偏差应力越大,含水率越高,偏差应力越小;黏聚力随中主应力比的变化比内摩擦角随中主应力比的变化更加明显.