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。     

多力系扭转流变仪

多力系扭转仪,又名三轴扭转仪,是一种新型的土力学试验设备。根据这类仪器的试验原理,结合作者研究工作的具体要求而研制的多力系扭转流变仪,其加荷系统的示意图如图1所示.试样是一空心圆柱体,承受着静水压力σ_2,扭剪力矩M,轴向应力P.该仪器具有下述特点.(一)均匀的应力～应变分布;(二)能更广泛地模拟工程建筑中土体所处的实际应力条件.如中主应力σ_2可从σ_3变到σ_1,大主应力σ_1     

平面应变条件下黄土各向异性试验研究

为弄清原状黄土在不同剪切方向角下的强度变形规律,利用平面应变仪,并考虑原状黄土各向异性,对取自陕西泾阳的原状黄土进行了不同剪切方向角、固结围压、含水率条件下的平面应变试验。试验结果表明:平面应变条件下,土体应力应变曲线为硬化型;随着围压增大及含水率减小,原状黄土强度显著升高;随着主应力角增加,应力应变曲线更低缓,呈现弱硬化型,而且土体初始剪切模量也有所降低;土体凝聚力与内摩擦角随主应力角的增大而显著减小,不同主应力角下,含水率对凝聚力的影响比对内摩擦角的影响要大;破坏主应力差随主应力角、含水率的增大而减小。     

软土卸荷强度试验方法探讨及试验研究

通过不同固结、剪切路径,对广州典型软土进行了卸荷抗剪强度试验,试验结果显示,不同的试验方法得到不同抗剪强度参数。不同试验方式下,土样卸荷后的抗剪强度指标都低于加荷下的抗剪强度指标;对基坑工程而言,采用DCU（侧向卸荷三轴试验）更符合实际情况,鉴于该试验方法较难,可采用DGK（先预压固结后卸荷至不同固结压力再进行快剪试验）得到的指标来代替。试验结果还表明：卸荷状态下土体应力应变曲线仍为双曲线形式,且曲线为加工硬化型;在相同的围压下,卸荷强度小于加荷强度;初始切线卸荷模量小于初始切线加荷模量,即用加荷下的加荷模量来代替卸荷下的卸荷模量将会使得工程偏于危险。     

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。     

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,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.本文基于考虑砂土状态依赖性的本构理论,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.     

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。     

卸荷对花岗岩残积黏性土抗剪强度的影响分析

以广州地区花岗岩残积黏性土为研究对象,通过击样法制备特定含水量试样,在不同压力下进行固结加、卸荷抗剪强度试验。对比分析试验数据,研究加、卸荷状态下花岗岩残积黏性土的抗剪强度变化,探寻应力历史对抗剪强度指标的影响,并得出相应结论。总体而言,土体的应力历史对其强度指标影响较大,由于土体卸荷路径不同,土体的卸荷抗剪强度也随之不同。残积土卸荷抗剪强度理论要比加荷土体复杂,在卸荷工程土体设计中应该采用卸荷抗剪强度指标。     

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...     

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。     

土工膜/GCL界面多级加荷剪切性能的试验研究

土工膜作为一种防渗材料已广泛应用于工程和环保领域,但在施工铺设过程中的损伤会降低其抗剪强度。利用大型直剪仪进行土工膜(GM)与膨润土防水毯(GCL)界面多级加荷剪切与直接剪切试验,探究加载对土工膜抗剪强度的影响。试验结果表明多级加荷剪切峰值强度较小于直接剪切峰值强度,2种剪切方式界面均表现出明显的应变软化特性;正应力为7.1~52.1 kPa时,多级加荷剪切峰值强度和残余强度分别与直接剪切峰值强度和残余强度均较为接近;大正应力下的重复剪切对土工膜损伤有较大影响,当正应力大于102.1 kPa,多级加荷剪切峰值摩擦角降低了7.05°,残余摩擦角降低了3.09°。     

扭剪试验中应力路径法的载荷关系分析

本文叙述了用应力路径方法对土体试样做扭剪试验时,各载荷量(扭矩、垂直荷重及围压)之间的解析关系。文中就三种特殊条件下的应力路径方法列出上述关系,给出了一般表达式以及在α～σ_1/σ_2平面内的特殊线、特殊点的表达式。分析表明用应力路径方法进行试验,由于各载荷量的非线性关线导致应力路径控制相当复杂,但使用相应的设备以及微计算机系统,则可实现应力路径半自动控制和全自动控制。     

初始主应力方向对饱和中密砂动力特性影响的试验研究

利用空心圆柱扭剪仪,以相对密度为50%的饱和中密砂为研究对象,在不同初始主应力方向角的固结条件下,进行了能够模拟海洋波浪荷载作用下主应力轴连续旋转的循环耦合剪切试验。通过试验着重探讨了初始主应力方向对砂土的动强度、孔隙水压力增长特性和残余应变发展的影响,并建立了孔隙水压力和残余应变随相对有效广义偏应力比的增长模式。试验研究表明:在振动过程中主应力轴连续旋转的条件下,初始主应力方向对砂土的动强度有显著的影响,当初始主应力方向角从0°增大到90°,土体的动强度降低可达30%左右。     

不排水条件下饱和砂土的应力比与应变比之间关系的试验研究

通过饱和砂土的固结不排水三轴试验结果，在不同应力平面（强度发挥面及ＳＭＰ面）上，对剪正应力比￣剪正应变增量比及剪正应力比￣剪正应变全量比关系进行了研究，得知：不同面上应力比￣应变增量比具有较强的线性关系，应力比￣应变全量比关系与σ１￣σ３￣ε１关系的型式相关，在硬化型及软化型的峰值点以前仍有线性关系，并得到了密度，周围压力，应力平面对其线性参数影响的一些规律性认识。     

NJ—1型扭剪三轴仪的研制

NJ—1型扭剪三轴仪是一种特殊土工试验仪器,该仪器用于研究土体中主应力轴方向转动时,土的抗剪强度,孔隙水压力和应力应变关系的影响。本文叙述了仪器基本原理、指标功能、特点,有关试验和仪器评价。     

正常固结粘土的变形特性

本文介绍了人工制备的正常固结粘土试样所进行的四种不同应力路径的试验成果。试验表明:在单一加荷条件下,正常固结粘土的塑性应变增量的方向与应力路径无关,可用统一的塑性流函数表示。同时,由于弹性系数为常数,弹塑性非藕合,以塑性体应变表达为硬化参数的屈服函数具有唯一性。经过验证,塑性势函数等于屈服函数,流动规律为相适应的流动法则。     

红土应力-应变-体变关系的归一性分析

红土作为一种特殊土，归一化性状是否存在是个值得研究的问题。用平均主应力作为归一化应力，对红土在两种不同应力路径下三轴排水试验的应力－应变－体变关系进行归一性分析研究表明，在１００ｋＰａ～４００ｋＰａ的团结压力下，红土的归一化程度较低，不能求得唯一的归一化曲线，团结压力越低，归一性越差；随压力增大，归一性增强。偏应力－剪应变的归一性高于偏应力－体应变的归一性；对偏应力－剪应变关系，σ_３＝Ｃ应力路径的归一性高于ｐ＝Ｃ应力路径的归一性；对偏应力－体应变关系，ｐ＝Ｃ应力路径的归一性稍优于σ_３＝Ｃ应力路径的归一性。各归一化曲线及对应的归一化参数都受应力路径和团结压力的影响，归一化参数与应力路径之间具有较好的线性相关关系。     

不同应力路径对加筋土应力—应变关系的影响

对加筋土在常规三轴上进行了三种不同应力路径（σ３＝ｃ、ｐ＝ｃ、η＝ｃ）的试验研究。结果表明：不同应力路径对加筋土的应力应变关系及抗剪强度指标－粘聚力ｃ值有较大影响，但是对其抗剪强度指标－内摩擦角ψ值影响不大。     

南海某深水井场海洋黏土工程特性分析

为探究南海深水区域海洋黏土工程特性,基于多种室内土体强度测试方法对南海某平台场址高塑性海洋黏土强度特性进行了系统测试分析。量化了应变控制连续加荷固结试验（ＣＲＳ）和标准固结试验（ＯＤＥ）方法确定应力历史的差异;验证了基于单剪试验（ＳＳ）的 ＳＨＡＮＳＥＰ试验方法在该海域的适用性,并结合原位应力状态和应力历史绘制了沿深度方向的强度剖面;基于 ｋ0 固结三轴压缩／拉伸试验（Ｃｋ0ＵＣ／Ｅ）量化了土体强度各向异性;测试了高围压下土体不固结不排水抗剪强度;根据 Ｃｋ0Ｕ和 ＳＳ确定了土体的有效／总抗剪强度参数;整合分析了不同试验方法下土体归一化抗剪强度沿深度分布规律。成果可为南海深水海洋结构物基础设计提供工程地质参数测试分析方法和应用经验。     

粘性土剪切带与屈服应力的探讨

利用全自动三轴仪,对南京地区典型的粉土、粉质粘土试样进行了固结不排水剪试验,研究具有剪切带性状试样的孔隙水压力随偏应力的变化关系,分析屈服应力、孔隙水压力和土体分叉之间的关系.试验结果表明,孔隙水压力的峰值可以表征土体局部开始屈服,并出现应变局部化的状态.围压的增大会延迟土体分叉,而干密度较大时易出现剪切带.可用土体初始分叉点来确定土体的强度参数.