上海粘性土局部化变形的平面应变试验研究

采用可量测局部变形的平面变应仪，对上海粘性土原状土样进行固结不排水平面应变压缩条件下局部化变形的试验研究，试验表明：上海原状粘性土在固结不排水平面应变压缩试验过程中，确实存在局部化变形，土样经历了变形分叉，偏应力峰值，剪切带破坏到残余偏应力等阶段的渐进性破坏过程，定性提出上海原状粘性土局部化变形的一些规律。     

基坑设计考虑粘性土变形局部化的探讨

根据上海软土在固结不排水平面应变压缩试验条件下应变局部化和剪切带形成的实测研究结果,发现粘性土剪切带开始形成的偏应力为其屈服点。过此点后粘性土局部化变形加剧。这将有助于土体在强度理论、变形和稳定分析等方面的深入研究。为此,在深入研究变形局部化的同时,着重研究考虑粘性土变形局部化的深基坑计算参数问题。     

上海浅层褐黄色粉质粘土剪切带形成的试验研究

土体剪切带形成的研究已成为当今国际土力学十分重要的研究领域。上海褐黄色粉质粘土在浅层形成一层硬壳层 ,这层土是上海浅基础的持力层。对这层土土样的局部化变形和剪切带形成规律的试验研究将有助于深入认识它的基本性状。介绍改装的平面应变仪 ,并通过对该层粘土在固结不排水平面应变压缩试验结果的分析研究 ,定量提出上海褐黄色粉质粘土剪切带形成的一些规律。原状粘性土在平面应变条件下量测侧向局部变形的试验研究国内外鲜见报导。     

应力水平对结构性软黏土静力和动力变形特性影响的试验研究

采用原状和重塑软黏土样进行测量剪切波速的压缩试验及循环三轴试验，结果表明：在静荷载作用下，原状软黏土的变形特性随应力水平变化均可分为3个阶段，这3个阶段以先期固结应力和结构届服应力为分界点，利用剪切波速可简单、方便地判定出这2个关键应力值；重塑软黏土的变形规律与应力水平无关。对土体施加循环荷载时，两种土在不同固结应力下的应变一振次关系曲线上均存在着一个转折点，施加的动应力幅值小同，转折点应变也不相同，但该应变与相应的破坏振次呈线性关系。对于原状软黏土样，其转折点应变破坏振次关系分3个阶段变化，且与压缩试验的3个阶段具有良好的对应关系；对于重塑软黏士样，其线性关系基本不随应力水平变化而变化：当原状土结构破坏后，两种土样的变形规律趋于一致。     

循环荷载作用下软黏土不排水累积变形特性

在原状样与重塑样循环三轴试验的基础上,研究了软黏土在无静偏应力和有静偏应力循环荷载作用下的不排水瞬态累积变形特性,提出了考虑循环应力、循环振次、超固结比及静偏应力影响因素的土体应变本构模型。结果表明:软黏土变形规律受固结应力水平和土结构破坏影响甚大,当固结压力大于土体结构屈服应力时,其变形规律将趋近于重塑样;在循环荷载作用下,土样变形存在转折点,标志着土结构的破坏,本构模型宜按试样破坏前、后分段描述。     

边界条件对土体强度的影响

对上海原状淤泥质粉质粘土进行了不同围压下的固结不排水平面应变试验和常规三轴试验;记录了整个试验过程中土体的应力～应变关系、孔隙水压力的变化以及侧向变形的发展情况。得出以下结论：（1）在常规三轴试验条件下土体的强度要小于平面应变试验条件下土体的强度;（2）不同边界条件下土体的强度有一定的关系。     

上海暗绿色粉质粘土剪切带形成的试验研究

上海暗绿色粉质粘土是上海桩基础的持力层。对这层土土样的局部化变形和剪切带形成规律的试验研究将有助于它的基本性状的深入。本文介绍改装的平面应变仪 ,并通过对该层粘土在固结不排水平面应变压缩试验结果的分析研究 ,定量提出上海暗绿色粉质粘土剪切带形成的一些规律     

残积红粘土的力学特性试验研究

通过对某建筑工地地基土的单轴固结压缩和固结不排水三轴剪切试验研究,得出了其地基土—残积红粘土的固结压缩特性,以及原状土和重塑土在不同围压下的破坏形式的变化,主应力差(σ1-3σ)和有效应力比(1σ′/σ3′)与轴向应变ε之间的关系,原状土和重塑土的孔隙水压力和轴向应变ε的关系等一系列的力学特性。     

残积红粘土的力学特性试验研究

通过对某建筑工地地基土的单轴固结压缩和固结不排水三轴剪切试验研究，得出了其地基土—残积红粘土的固结压缩特性，以及原状土和重塑土在不同围压下的破坏形式的变化，主应力差（α1-α3）和有效应力比（α1′／α3′）与轴向应变ε之间的关系，原状土和重塑土的孔隙水压力和轴向应变ε的关系等一系列的力学特性。     

局部变形及基坑围护理论的探讨

某些工程事故表明:现有的土力学计算模型均未考虑应变局部化问题,故不能解释某些工程事故发生的原因.根据上海软土在固结不排水平面应变压缩试验条件下,应变局部化和剪切带形成的实测研究结果,对基坑围护理论的计算模型和计算参数作了探讨,得到了一些有价值的结论.     

Experimental analysis of shear band formation in plane strain tests on Shanghai silty clay

The paper discusses a series of plane strain tests undertaken on Shanghai silty clay under consolidated undrained conditions to investigate the formation of shear bands. Four deformation transducers were installed on both sides of the specimens. Based on the observed deviator stress versus vertical strain curves and lateral strain versus vertical strain curves, the shear band formation can be divided into four phases: initial bifurcation, peak stress, shear band completion, and residual strength. Four shear band shapes were distinguished: single type, ‘X’ type, wedge type and sub-single type.     

平面变形超固结软黏土蠕变特征

通过对原状软土进行平面变形蠕变试验,研究超固结软土平面变形条件下的蠕变特征。研究表明,正常固结软土平面变形蠕变的体变过程,和一维变形条件下正常固结软土的次固结过程具有相同的规律,在主应力比与K₀状态相同时,相对于一维变形平面变形情况具有较小的轴向变形;平面变形条件下,采用土体受到的不同时期的体积球应力定义超固结比,能够全面地反映超固结软土的超固结特征;平面变形条件下,超固结软土蠕变的体积变形较正常固结状态明显减小,超固结比越大减小程度越明显,由超固结比确定体积蠕变系数具有合理性;平面变形在主应力比为K₀的状态下,超固结软土蠕变的轴向蠕变系数与超固结比负相关,由超固结比直接确定轴向蠕变系数是可行的;平面变形条件下土体的超固结应力历史,使超固结软土相对于正常固结状态具有较大的泊松比,在限制水平变形方向具有较大的主应力。     

平面变形超固结软黏土蠕变模型研究

 通过对原状软土进行平面蠕变实验,研究平面变形条件下超固结软黏土的蠕变特征。研究结果表明,研制的量测装置能独立量测平面应变超固结软土的侧向变形,可规避实验过程体积变形测量精度对侧向变形数据的影响;软土的侧向变形与超固结剪应力比OCRq具有良好的对应关系,OCRq能同时反映剪应力和应力历史对软土侧向变形的影响。平面应变状态下体积蠕变系数和轴向蠕变系数均与OCRq有一一对应关系,依据不同主应力比下的超固结软土平面变形蠕变实验,建立以主应力比和超固结剪应力比为变量的四参数经验模型。所建经验模型包含软土的正常固结状态,可合理反映了主应力比和应力历史对平面变形软土蠕变过程的影响。     

软土的卸荷模量

软土的室内应力路径试验研究表明，软土的卸荷模量不仅取决于土的物理性质，而且还和所经历的应力路径密切相关。本文根据大量的应力路径试验，特别是模拟基坑开挖和软土隧道施工过程中的应力路径，研究了上海地区的几种典型软土的卸荷变形模量与应力路径的关系表达式。对基坑开挖及支护结构设计计算、软土隧道施工研究及其它需要准确确定软土的卸荷模量的岩土工程问题的研究均有较大的实用价值     

黏土蠕变量的试验研究

对黏土的原状和重塑土样在三轴排水剪切试验条件下的蠕变性进行研究,试验方法包括改变加载应变率的单向加载试验、单向加载试验过程中的蠕变试验、卸载和重复加载过程的蠕变试验等。试验结果表明:1)黏土蠕变量大小与黏土试样的状态有关;2)黏土蠕变量大小与蠕变之前的应变率有关,蠕变前应变率越大,蠕变量就越大;3)黏土蠕变量大小与蠕变时所处的应力水平有关,所处的应力水平越高,蠕变量就越大;4)在重复加载过程中,随着应力水平的提高,黏土的蠕变表现出由负蠕变、中性蠕变到正蠕变的逐渐转化。     

利用弯曲元测量上海原状软黏土各向异性剪切模量的试验研究

在许多发达国家例如英国,土体的小应变特性已被广泛应用于预测地下建筑物施工引起的地表变形。尽管上海的城市地下基础、基坑与隧道开挖日益增多,但是关于上海原状软黏土小应变剪切模量的研究几近空白。利用装有霍尔局部应变传感器与弯曲元测试系统的三轴仪对上海软黏土剪切刚度的固有各向异性进行了研究。在等向应力状态下对方形原状上海软黏土试样进行了两组试验。试验结果表明：较之传统的初达波法和峰-峰法,互相关法一定程度上提高了弯曲元试验中确定剪切波速的客观性。由于土体水平向层理结构与颗粒间胶结作用的影响,上海软黏土呈现出明显的各向异性,实测最大剪切刚度的固有各向异性比（G_0(hh)/G_0(hv)）约为1.21。利用孔隙比函数F(e)=e^-1.3能够很好的描述不同平面内最大剪切模量与土体应力状态的相互关系。