直剪与三轴试验抗剪强度指标理论上的分析研究

土的抗剪强度是指地基土抵抗外荷载破坏的能力,土的抗剪强度指标在地基承载力、土坡稳定以及挡土墙土压力等方面计算设计中至关重要。土的黏聚力与内摩擦角称为土的抗剪强度指标,土的抗剪强度指标主要通过室内试验获得,室内试验主要有直接剪切试验和三轴剪切试验,直接剪切试验有快剪、固结快剪和慢剪,三轴剪切试验有不固结不排水试验(UU)、固结不排水试验(CU)、固结排水试验(CD)。本文通过对直剪与三轴两种试验的对比研究,分析总结两种方法的异同。     

软黏土地基中基坑稳定分析中的强度指标

本文以一个失事的基坑为例,分析了它的各种强度指标的合理性。指出饱和软黏土室内试验的不排水和快剪强度往往偏低;进行基坑的稳定分析中,采用现场十字板剪切试验的不排水强度比较合理;如果在稳定分析中使用固结不排水(固结快剪)强度指标,则抗滑力(矩)中的自重应力应当用浮重度计算。     

粘性土不同剪切方法所求指标对比

通过理论与经验综合分析,将不同剪切方法所得抗剪强度指标大小进行对比,得出若干结论,主要有三轴试验的内摩擦角大小关系:固结排水>固结不排水>不固结不排水;三轴试验的粘聚力大小关系:不固结不排水>固结不排水≥固结排水。从而对工程试验所得数据的合理性有一个大致判断,使抗剪强度指标在工程应用中更加合理安全。     

饱和软黏土固结过程中的不排水抗剪强度特性

集成大直径固结仪和微型十字板剪切仪的功能,开发和研制了饱和软黏土固结过程中可以随时开展剪切试验的系统装置,考虑超孔压随时间和空间变化的不均匀性,在微型十字板剪切仪板头处的空心轴杆底端配置微型孔压计,并在大直径固结仪中配置微型土压力计,使其具备自动实时监测在十字板剪切试验测点处有效应力变化的功能。利用该系统装置,开展了饱和软黏土在不同固结压力作用下,固结过程中不同时点的十字板剪切试验,实时监测了固结过程中的变形和孔压变化过程,得到了十字板剪切试验测点处的有效应力和不排水抗剪强度,分析了固结过程中不排水抗剪强度和有效应力之间的相关关系。结果表明,在不同固结压力作用下,固结完成后的不排水抗剪强度与有效应力呈现出传统的线性关系,但是,在某一固结压力作用下,固结过程中的不排水抗剪强度却随有效应力的增长呈非线性增长,而且,在不同固结压力作用下,固结压力越大,固结过程中达到相同的有效应力时所对应的不排水抗剪强度越大。固结过程中的不排水抗剪强度并不仅仅取决于剪前固结有效应力,还与剪前孔隙比相关,孔压消散速率小于变形速率是导致固结初期、剪前固结有效应力较小时,不排水抗剪强度较快增长的主要原因。     

直剪试验和三轴剪切试验对比分析

文中就直剪固结快剪和三轴固结不排水剪两种试验方法进行了对比试验,并对其结果进行了分析.     

不同剪切速率下软土的直剪固结快剪抗剪强度

直剪试验因受仪器结构的限制 ,只能以剪切速率的快慢来控制试样的排水条件。通过宁波大榭 34组软土原状土样的室内试验分析 ,剪切速率 0 8mm min和 2 4mm min所得的直剪固结快剪强度 ,前者比后者内摩擦角平均大近一倍。对照三轴固结不排水试验成果的分析 ,认为 2 4mm min速率对本软土较适宜。     

固结对黏性土抗剪强度的影响研究

针对天然沉积黏性土原状土样开展三轴固结不排水剪切和不固结不排水剪切对比试验,探讨固结对抗剪强度及其指标的影响规律。结果表明：土样在固结不排水剪切和不固结不排水剪切试验下,两者抗剪强度变化趋势大致相同,都随着土样含水率的增加而降低;不固件不排水剪切的黏聚力略高于固结不排水剪切的黏聚力,两者黏聚力均随着含水率的增加而降低,内摩擦角变化不明显;固结与不固结不排水剪切下,液限高的黏聚力高于液限低的试样的黏聚力,随着含水率的增加两者间的黏聚力逐渐接近;无论何种固结方式,在归一化含水率w后黏聚力均与归一化含水率w呈线性关系,随着归一化含水率w的增加,黏聚力逐渐降低,内摩擦角变化不明显。     

从某勘测报告不固结不排水试验成果引起的思考

最近参加一地基处理方案评审,在某甲级勘测单位提供的报告中,由不固结不排水剪切试验（UU试验）得到土的抗剪强度指标C和φ,而且φ均不等于零。UU试验是用来测定土的不排水抗剪强度Cu值的。不排水抗剪强度不同于抗剪强度指标,前者是试样的不排水抗剪强度值,后者是用于计算试样所取土层的土体的抗剪强度值的指标。     

北京地区黏质粉土三轴试验与分析

利用北京地铁十号线某段的重塑黏质粉土试样,采用英国GDS的多功能静三轴仪分别进行了固结排水和固结不排水的三轴压缩试验,得到了该种土的应力-应变曲线,并给出了土的抗剪强度指标与模型参数。基于通用有限元软件ABAQUS使用Mohr-Coulomb模型、Druker-Prager模型和修正剑桥模型模拟了土样三轴试验的破坏过程,分析了剪胀特性对土样破坏形式的影响,结果表明修正剑桥模型不能反映土的剪胀特性,而Mohr-Coulomb模型、Druker-Prager模型则过大地考虑了土的剪胀特性;考虑剪胀性的模型计算固结排水情况易出现剪切带,而不能考虑剪胀性的模型计算固结不排水情况易出现剪切带。     

论南水北调穿黄工程低液限粘土三轴剪切试验

借助室内三轴压缩仪对南水北调穿黄工程南岸低液限粘土进行了不固结不排水和固结排水三轴剪切试验,通过计算得到了抗剪强度指标,为南水北调穿黄工程提供了更为合理有用的参数。     

天然沉积结构性黏土的不排水强度性状

通过对福州天然沉积黏土原状样及不同初始含水率重塑样进行三轴固结不排水剪切试验,探讨土结构性对天然沉积黏土强度性状的影响规律及作用机理。研究结果表明：结构性对天然沉积土固结不排水抗剪强度的作用程度受固结压力大小影响可以分为3个阶段：固结压力小于屈服压力阶段,不排水抗剪强度主要由土结构性控制,与应力水平基本无关;土结构逐渐屈服阶段,固结压力大于屈服压力,不排水抗剪强度随固结有效应力的增大逐渐趋于重塑样的强度线;土结构性影响消失阶段,原状样的不排水抗剪强度随固结有效应力的增长规律与重塑样相同。     

对“开挖卸载与被动土压力计算”一文讨论的答复

十分感谢陈愈炯教授对于拙文的讨论，因为这促使笔者重新翻阅了多年前曾经涉猎过的一些文献，温故知新，得益匪浅，尽管其中也有个别观念已由于土工技术的不断发展而成了昨日黄花。现对讨论中涉及的问题，提出粗浅看法如下：（1）拙文主要针对正常固结饱和粘土层中的工程。因此，在加荷情况下进行固结不排水试验时，对试样施加的固结压力均应大于其上复土重产生的原位固结压力，以得出正常固结情况下的固结不排水强度指标。此时，其表现凝聚力在卸荷情况下超额行固结不排水试验时，c＝0，固结不排水剪阻角应为，而不是中[1]。在卸荷情况下进行固结不排水试验时，试样在压力下固结完毕后，必须先在不排水条件下卸去一定数量的固结压力（原文图     

软黏土地基土体抗剪强度若干问题

针对不少土力学教材和规范规程认为由 UU 试验得到的是饱和黏性土的抗剪强度指标,将黏性土不排水抗剪强度视为土的抗剪强度指标的错误概念,首先分析了土的抗剪强度和抗剪强度指标之间的区别,然后通过分析三轴固结不排水剪切试验和土的抗剪强度指标的测定,三轴不固结不排水剪切试验和土的不排水抗剪强度的测定,讨论了黏性土不排水抗剪强度和抗剪强度指标之间的区别。通过软黏土地基中土体的抗剪强度及测定方法的讨论,再次说明了黏性土不排水抗剪强度和抗剪强度指标之间的区别。最后提出岩土工程稳定分析四者相匹配原则。通过讨论分析,澄清了一些模糊概念,有利于提高岩土工程分析水平。     

升降温作用对黏性土剪切特性影响的试验研究

采用温控三轴仪，对升降温作用后的正常固结饱和黏土进行了固结不排水剪切试验，研究了升降温作用对土体强度、有效应力路径、超孔压等的影响。结果表明，在100,200,400 kPa固结围压下，土样在升降温作用后呈现出类似超固结土的特性，固结不排水剪切强度分别提高了25.8%,22.1%,14.8%。强度的变化主要表现为黏聚力的提高，临界摩擦角基本保持不变。对比室温下不同超固结比（OCR）土样的固结不排水剪切试验结果，发现升降温作用后土样的峰值强度与OCR=1.5的土样相近，但升降温作用过程中产生的塑性体积应变增量远小于力学加-卸载所产生的，表明升降温作用对土体的硬化作用与超固结土的体积硬化机理有所区别。     

地基土固结快剪与直接快剪指标相关性规律研究

为探究地基土固结快剪与直接快剪指标之间的相关性规律,该文以安徽华谊化工有限公司液体化工码头还建工程为依托,通过室内土工试验获取了各类地基土的剪切试验结果;定义了剪切比,分别对黏聚力和内摩擦角的固结快剪与直接快剪的相关性规律进行了拟合。研究结果表明:随着直接剪切黏聚力增大,黏聚力剪切比不断降低,随着直接剪切内摩擦角增大,内摩擦角剪切比不断降低;黏聚力与内摩擦角的剪切比-直接剪切拟合曲线均呈幂函数关系,两者拟合精度均超过0.93,表明地基土固结快剪与直接快剪指标之间存在较好的规律性。     

木屑混合粘土抗剪强度试验研究

通过固结不排水剪切三轴试验,研究了木屑混合粘土与原状土、重塑土抗剪强度的差异性,分析了木屑、结构性及固结时间对粘土抗剪强度的影响,同时研究了不同木屑含量下粘土抗剪强度的不同,得出了一些有价值的结论。     

常州市浅层粘性土两种抗剪强度试验指标分析

对常州市区浅层Q3al粘性土不固结不排水三轴试验与直剪快剪试验抗剪强度指标粘聚力c、内摩擦角φ值进行了统计分析,建立两者间的相关关系方程,对该地区土工试验人员具有一定指导意义。     

饱和粘性土任意固结度的不排水剪强度指标推求方法

饱和粘性土任意固结度的不排水剪强度规律常在工程中涉及，当需某种固结度的不排水剪强度指标时，一般通过试验测定，工作量较大。本文给出了推求任意固结度不排水剪强度指标的理论解答。     

温度对饱和黏性土剪切特性影响的试验研究

采用温控三轴仪,考虑不同的温度–应力路径,对两种正常固结的饱和黏性土进行了固结不排水和固结排水剪切试验,研究了温度变化对土体强度、应力应变关系、孔压响应和流动法则等的影响。结果表明,温度效应的强弱与土的类别有关,温度变化对粉质黏土的剪切特性基本没有影响,但对黏土的影响不容忽视。随着温度的增加,黏土的不排水和排水峰值强度有明显的提高,临界摩擦角基本保持不变。不同温度下黏土不排水剪切过程中均产生正的超孔压,排水剪切中土体体积均持续减小,表明高温下偏应力偏应变曲线出现软化的原因与强超固结土的剪胀机理有区别。黏土剪切特性的变化程度与温度–应力路径相关,先升温后固结试样的不排水强度比固结后升温试样的低。温度循环一周后,黏土的不排水强度较室温下有明显提高。     

砂土剪胀剪缩特性及其对抗剪强度的影响

为了研究饱和砂土的剪胀剪缩特性及其对抗剪强度的影响,选取滹沱河细砂,利用空心圆柱扭剪仪较系统地开展了一系列不同初始密度、不同固结压力条件下的排水与不排水纯扭剪试验研究,在总应力保持不变的情况下研究了砂土的剪胀剪缩特性,着重探讨了在排水与不排水试验中,不同密度和不同有效围压的砂土在单调剪切荷载作用下的应力-应变关系、硬化与软化、土体的剪胀剪缩以及强度等特性。结果表明:砂土密度和固结压力对砂土剪胀剪缩特性具有显著的影响;砂土的剪胀剪缩特性对砂土的排水、不排水强度以及应力-应变关系产生显著的影响;由于剪胀剪缩特性的影响,砂土的不排水抗剪强度甚至可能高于排水抗剪强度;研究成果可为今后砂土的本构模型和数值模拟提供试验资料。