某粗粒土大型三轴剪切试验研究

针对粗粒土的特点,采用大型三轴剪切试验对粗粒土的工程性质进行了试验研究。通过试验数据绘制粗粒土的压力变形关系曲线,并求取非线性应力应变参数,为数值计算提供依据。     

堆石粗粒土多级加荷三轴试验分析

通过分析堆石粗粒土一个试样多级加荷三轴试验方法，将其分为不固结类的连续与固结类的不连续加荷，前者仅适用于σ^3≤1.2MPa的低围压，后者必须考虑固结水引起的应力回弹量，不连续加荷的固结方式对强度指标的影响仅限于C值，内摩擦角φ值基本保持不变，建议土工试验规程中有关粗粒土的多级加荷三轴试验作重新修订。     

粗粒土的三轴测试及其强度特性

大型高压三轴试验的试样尺寸大，施加的压力高，因此在土体抗剪强度的测定及测试手段等方面具有自身的一些特点。本文在大量粗粒料三轴试验的基础上，对不同土料的强度特性及其测试手段的特点进行了综合分析研究。     

粗粒料大型三轴试验中橡皮膜嵌入量对体变的影响及校正

在围压变化的应力路径上对粗粒料进行大型三轴试验时,需要有效地消除橡皮膜嵌入量对试样体积变形量测的影响,橡皮膜的嵌入量由试样侧表面的孔洞、膜间自由水、试样表面的疏松层以及橡皮膜张力的变化等复杂因素产生,通过试验的方法要精确地确定其大小、消除其影响是非常困难的。采用等向固结试验校正法,对多种不同筑坝堆石料的橡皮膜嵌入量进行了大型三轴试验研究,得到橡皮膜嵌入量的大小及其试验规律,发现橡皮膜嵌入量大部分在低围压的情况下发生,其与围压的关系可用双曲函数来表示,橡皮膜嵌入量占量测排水总量的发比在30％－50％之间,通过对橡皮膜嵌入量校正前后一组等应力比三轴试验成果合理性的讨论及该试验结果同压缩试验结果对应关系的分析,论证了等向固结试验校正法对粗粒料大型三轴试验的合理性。     

大型高压三轴试验测试及粗粒土的强度特性

大型高压三轴试验的试样尺寸大，施加的压力高，因此在土体抗剪强度的测定及测试手段等方面具有自身的一些特点。笔者在大量粗粒料三轴试验的基础上，对不同土料的强度特性及其测试手段的特点进行了综合分析研究     

大型高压三轴试验测试及粗粒土的强度特性

大型高压三轴试验的试样尺寸大，施加的压力高，因此在土体抗剪强度的测定及测试手段等方面具有自身的一些特点。笔者在大量粗粒料三轴试验的基础上，对不同土料的强度特性及其测试手段的特点进行了综合分析研究。     

粗粒土力学特性大型平面应变试验研究

土石坝填料一般处于平面应变状态,目前填料力学特性研究基本采用大型三轴试验。由于三轴应力状态下中主应力等于小主应力,平面应变状态下大坝填料的力学性能会被低估。为充分认识填料潜能,科学设计和合理评估土石坝,有必要对填料开展平面应变试验研究。应用大型真三轴仪对填料进行了大型平面应变试验,共开展了4种不同初始干密度的粗粒土平面应变各向等压固结排水剪切试验。结果表明：应力-应变关系主要为应变硬化型,应力曲线呈爬升型,体变表现为剪缩。某一小主应力下,大小主应力之差的最大值随初始干密度的增大呈线性增大;初始干密度一定时,大小主应力之差的最大值与小主应力呈线性关系增大。初始剪切阶段,小主应力一定时,偏应力与球应力之比曲线斜率随初始干密度的增大而增大,随剪切变形的发展,不同初始干密度的应力比曲线逐渐趋于接近。偏应力随球应力的增大单调增加则对应应变硬化型,若偏应力随球应力的增大先增加后减小则对应应变软化型。相同小主应力时,初始弹性模量随初始干密度的增大而增大,近似呈线性关系;某一初始干密度下,初始弹性模量随小主应力的增大基本呈线性关系增大。中主应力系数随大主应力方向应变的增大而增大,曲线形态呈三折线形,初始剪切阶段增长较为缓慢,随剪切变形的增大增长相对加快并呈线性关系增大,如曲线末端下弯为应变硬化型,曲线末端上翘为应变软化型。     

粗粒料的湿化变形三轴试验研究

为研究粗粒料的湿化变形性质,采用大连石灰岩通过单线法的三轴湿化试验对粗粒料的湿化变形性质进行研究.研究发现:湿化过程中的体变和轴变呈现线性关系,线性斜率随着围压的增大而减小;在同一围压下,湿化过程中的体变随湿化应力水平并非一直增加或减小,而是存在一个临界应力水平,在湿化应力水平小于临界应力水平时湿化体变随着应力水平...     

张峰水库粗粒料三轴湿化试验研究

通过对张峰水库两组粗粒料试样进行高压三轴湿化试验,分析了湿化后的剪切强度特征,以及湿化体积应变、湿化轴向应变与围压和应力水平的关系。结果表明:不同应力水平对湿化后强度特征的影响较小;在应力水平较低时,湿化体积应变基本不随围压和应力水平的变化而变化;无论是在较低应力水平下还是在较高应力水平下,湿化体积应变随着围压的增大会有所波动,但总体趋势呈随围压的增大而增大;湿化轴向应变在低应力水平下随围压变化产生的变化量很小;同种试样在同样的试验条件下,在水的润滑作用下,固结排气剪试验得到的抗剪强度较大,固结排水剪试验得到的抗剪强度较小,三轴湿化试验得到的抗剪强度居中。     

粗粒料湿化变形三轴试验研究

对小浪底斜心墙堆石坝的砂岩粗粒料采用单线法进行中型三轴湿化变形试验,研究了该种土料的湿化变形特性。通过对试验结果和湿化变形规律的分析,总结了湿化轴向应变、湿化体积应变与湿化应力水平、围压之间的关系。试验结果表明,湿化轴向应变与湿化应力水平呈双曲线关系,湿化轴向应变与围压呈线性关系;湿化体积应变与湿化应力水平和围压均为线性关系。根据对试验结果的分析以及计算湿化变形的单线法,提出了一个适用于计算粗粒料湿化变形的数学模型。该湿化变形模型参数共6个,并给出了通过室内常规试验确定参数的方法。对模型进行了验证,结果表明该湿化模型计算曲线与试验结果吻合较好,表明该模型能较好地反映粗粒料湿化变形的特征。     

土工格室加筋粗粒土加筋效果分析

为了深入了解土工格室加筋粗粒土的加筋效果,采用大型三轴试验方法分析了土工格室对粗粒土力学特性的影响,引入加筋效果系数对粗粒土加筋效果进行了较全面的评价,探讨了加筋机理。结果表明:轴向应变较小时,土工格室加筋效果不明显,随着轴向应变的增加土工格室的加筋效果才比较明显。土工格室的各项加筋效果系数在不同围压下均大于１。土工格室不仅直接对格室单元内的土体进行加固,还间接地加固约束土工格室复合结构体附近的土体。     

粗颗粒盐渍土大型剪切强度试验研究

对新疆准东地区的粗颗粒盐渍土进行了室内大型剪切实验,研究了粗颗粒盐渍土的剪切破裂面形态、剪应力-位移曲线特征及干密度对抗剪强度指标的影响规律。结果表明:粗颗粒盐渍土剪切破裂面具有明显的高低不平与上下起伏的形态,剪切过程中土颗粒间表现出明显的镶嵌咬合和剪胀特征,使粗颗粒盐渍土表现出一定的黏聚力;粗颗粒盐渍土剪切应力随剪切位移变化的承载过程表现为应变软化类型,具有明显的峰值强度。随着干密度(压实系数)增加,抗剪强度指标显著增加,亦即提高粗颗粒盐渍土压实系数可显著提高地基承载力,具有明显的工程效益。     

渣场松散碎石土应力-应变特性研究

对取自某渣场边坡坡顶和坡底的2种松散碎石土试样,开展了4组大型三轴固结排水剪切试验,研究了松散碎石土剪切破坏过程中的应力与应变、体应变与轴向应变、实测泊松比随应力水平变化的关系以及邓肯-张E-ν和E-B模型的适用性。研究结果表明:①渣场松散碎石土应力-应变曲线基本呈硬化型、无显著峰值、强度参数φ与选取的应变标准关系密切且随应变标准的增加而变大;②松散碎石土在剪切破坏过程中基本呈单调剪缩,表明剪切过程中试样内部以颗粒平动引起的结构压缩为主,而由颗粒转动和力链调整引起的剪胀基本可忽略;③松散碎石土实测泊松比与应力水平基本呈线性关系,且坡顶与坡底料有较明显的差异。从实测泊松比与邓肯-张模型比较结果来看,邓肯-张E-B模型对坡顶料有较好的适用性,而坡底料比较适用于邓肯-张E-ν模型。     

密度和围压对粗粒土力学性质的影响

通过4组不同密度的粗粒土大型三轴压缩试验,研究了密度和围压对力学性质的影响。成果表明:对于同一种粗粒土,密度和围压是影响力学性质的重要因素,它们共同决定了粗粒土的应力应变曲线形态。疏松的粗粒土一般表现为应变硬化型和体积压缩,随着围压的增大,应力应变曲线的硬化特征更加明显,体缩变形也增大。密实的粗粒土在低围压下应力应变曲线一般呈软化型,且常常表现出较大的体胀变形;高围压下,则表现出硬化特征和体缩特征。密度相同时,围压越高,粗粒土的抗剪强度也越高;围压一定时,粗粒土的残余强度相同。初始孔隙比小的粗粒土在相同的应力状态下体积变形也较小。密度是决定初始弹性模量的根本因素,而剪切变形过程中弹性模量则是密度和应力状态共同决定的。三轴压缩试验条件下,剪应力引起的体积变形一般是先剪缩后剪胀的,其大小由密度和应力状态决定。     

再论粗粒土剪胀性模型

 介绍了2种堆石料大型三轴试验和平面应变试验的试验成果。假设土的应变分为弹性应变和剪胀应变,弹性应变与应力间服从广义虎克定律,剪胀应变服从Rowe剪胀方程,弹性泊松比为常数,完整地建立3参量Kp,Kq,G与应力关系式,初步提出了一种新的非线性剪胀模型,给出了模型参数的整理方法,论证了一般非线性弹性模型中泊松比的力学意义。试验表明,剪胀性模型能够很好地模拟堆石料的应力应变曲线,对于同一种堆石料,由三轴试验和平面应变试验得到的模型参数除强度指标外,其它参数有很好的一致性,并给出了2种堆石料的模型参数。该模型是一种力学概念明确,简单实用的非线性剪胀模型。     

三轴固结排水试验中偏应力计算取值的探讨

在三轴固结排水试验中,偏应力大小的求解过程是基于试样始终是等体积圆柱体的假定来进行推导的,该假定认为在整个试验过程中,试样任意横截面的面积相等。但是在试验过程中,由于端部效应的存在,使得试样在轴向加载的过程中逐渐变成了鼓形,这与偏应力的计算假定不符。为了计算三轴试验中鼓形试样受偏应力的大小,进行了一系列固结排水三轴试验,并根据试样的实际变形情况对试样所受的偏应力进行了重新推导。结果表明按照实际变形情况推导出的偏应力计算公式与规范采用公式不同,根据推导公式计算的偏应力值在一个范围内变化,其最小值较规范值小,最大值较规范值大;通过计算坝体沉降量从坝体安全的角度给出了粗粒土三轴固结排水试验强度计算时偏应力的推荐值。     

粗粒料湿化变形三轴试验中几个问题

分析了试验仪器、停机变形、变形稳定的标准、试样尺寸效应和试验材料级配方法等对粗粒料湿化变形三轴试验结果的影响.并根据笔者的试验结果,对停机变形和湿化变形稳定的标准进行了较为深入地讨论.结果表明:停机变形不可忽视.不同的变形稳定标准造成的湿化变形误差可达30%以上.采用规定时间作为湿化变形稳定的标准是不适宜的,按15 m in控制平均轴应变率为0.000 6%/m in是一个既省时、精度又能满足一般试验要求的标准.     

掺砂水泥复合土力学性能研究

水泥复合土不同围压下的常规三轴试验和无侧限抗压强度试验结果表明:在水泥土中掺入一定量的砂,可以提高水泥土的无侧限抗压强度;在有围压作用的情况下,掺砂水泥复合土的偏应力—应变关系曲线有明显的峰值,偏应力—应变关系曲线属加工软化型,其残余强度和破坏应变随着围压的增大而增大。通过SEM电镜扫描照片,进一步从微观角度分析了水泥复合土的固化机理。