红土应力—应变—体变关系的归一性关系

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的固结压力下，红土的归一化程度较低，不能求得唯一的归一化曲线，固结压力越低，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，σ３＝ｃ应力路径的     

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。     

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。     

库水循环加卸载条件下岸坡饱和土体变形特性试验研究

水库运行期水位每年周期性涨落,岸坡土体在库水循环加卸载作用下会发生不同程度的阶梯状变形。为探求循环加卸载对岸坡深部变形的诱发机理,本文以水库防洪限制水位以下岸坡土体为研究对象,在饱和土应力路径三轴试验过程中,控制非等向受压试样的孔隙水压力周期变化,模拟岸坡土体的水力-力学状态,实时测定土体的周期性变形特性及破坏特征。研究结果表明:等偏应力孔压循环加卸载过程中,试样剪应变为台阶式上升趋势,而体应变是循环的弹性变化;孔压持续增大造成试样破坏呈现脆变和剪胀的特征。最后,结合等偏应力孔压增大条件下粉质黏土的破坏特征与常规三轴剪切试验成果,对比两种应力路径下试样的有效应力比和剪应变的发展过程,分析了其强度差异的内在原因。     

空心圆柱仪模拟波浪荷载下主应力轴旋转应力路径能力探讨

针对波浪荷载作用下土体单元复杂特殊的应力状态可利用空心圆柱仪模拟其主应力轴旋转应力路径。以波浪荷载下土体应力路径形状为出发点,推导出两向~四向空心圆柱仪(HCA仪)动力加载参数波形公式,经过理论分析验证了该表达方式的合理性,即:(1)两向振动HCA模拟只要满足内外围压差的绝对值与动偏应力q的不等式关系就可成功实现圆形应力路径的加载;(2)三向振动HCA可以模拟中主应力系数b或平均主应力p恒定不变的情况,当b值不变时,p值随主应力轴转角单调变化;(3)四向振动HCA能够较真实全面地模拟波浪荷载下土体的应力特征,同时还可实现主应力轴循环旋转过程中b、p、q三值均不变的应力状态。     

应力偏量加载条件下混凝土力学行为试验研究

为了分离平均应力、广义剪应力和罗德角对混凝土变形的影响,采用解耦应力路径,在液压伺服真三轴试验机上对边长为100mm的立方体混凝土试块进行准静态加载。对每个试块先施加平均应力到设计值,并与罗德角一同保持不变,单调地施加应力偏量。平均应力有5档,罗德角有3档 （分别对应于拉、压、剪加载） ,两者组合成15组应力路径。给出了各组路径对应的偏应力-偏应变曲线、广义剪应力-广义剪应变曲线,分析了平均应力、罗德角对峰值应力、峰值应变、软化特性等力学特征的影响。结果表明,在平均应力、罗德角恒定的加载过程中,广义剪应力-广义剪应变曲线在下降段的变化幅值远远小于单轴和三轴比例加载时的变化幅值;如果用等向强化的屈服面描述混凝土的力学行为,则随着加载的进行在同一偏平面上屈服面的截面图除了大小发生变化之外,形状也发生变化;在不同的偏平面上,截面图之间形状并不相似。进而证明了由应力的第一不变量和偏应力的第二不变量组成的塑性势函数只能描述拉伸和压缩这类假三轴加载,而不适用于剪切等真三轴加载。     

不同应力路径下粉煤灰本构模型研究

研究粉煤灰在不同等应力增量比路径下的应力-应变-体变特性，提出考虑土的应变软化、剪胀(剪缩)性和应力路径影响的非线性弹性模型. 通过与试验及有限元计算成果对比，验证了模型的适用性     

高应力条件下循环球-偏应力耦合作用对饱和尾粉砂动力特性影响分析

受地震作用影响,细粒化高堆尾矿的潜在安全隐患愈加突出。为了探究地震荷载作用对饱和尾粉砂动力特性的影响规律,开展了一系列的循环球应力与循环偏应力的动三轴试验来模拟地震荷载产生的复杂应力条件。系统地研究了在高应力条件下循环球-偏应力耦合作用对饱和尾粉砂累积孔压和累积塑性应变的发展特性。试验结果表明:在单纯循环球应力作用下,饱和尾粉砂产生的累积孔压不足以引起试样发生破坏;与单纯循环偏应力相比,循环球-偏应力的耦合会抑制累积孔压与累积塑性应变的发展。通过对试验结果的分析,建立了满足高应力条件下的饱和尾粉砂累积孔压耦合经验增长模型;同时,并从有效应力路径、颗粒破碎和塑性应变机理的角度揭示了循环球-偏应力的耦合机制。这些研究可为我国的细粒化高堆尾矿坝的抗震研究提供一定的参考。     

筑坝堆石料邓肯-张模型参数确定方法的改进

针对目前常用的邓肯-张模型参数整理方法计算的初始模量离散等问题,进行了4组堆石料大型三轴试验研究,建议了一种新的模型参数整理方法.试验结果表明:εa/q-εa(εa为轴向应变,q=σ1-σ3为偏应力)的试验点在低应力水平和高应力水平有明显偏离直线关系的趋势,导致目前常用的参数整理方法计算的初始模量离散性较大.考虑到坝体关注的主要应力水平在75％以下以及低应力水平受装样引起的超固结的影响,建议根据应力水平50％和75％两点求取初始模量和破坏比;破坏比Rf并非常数,Rf随围压σ3的增大逐渐减小,且lg(Rf)与lg(σ3/pa)呈良好的直线关系.反演结果表明,在邓肯-张模型中考虑围压水平对Rf的影响,能更好的反映较高围压范围条件下堆石料的应力应变特性,建议当进行超高土石坝静力分析时应考虑Rf的围压相关性.     

基于应力空间变换的原状软土本构模型

根据原状土的高刚度、明显的非线性和各向异性特点，给出了原状土的应力空间和应力增量变换公式。在变换应力空间，屈服面、边界面只能在允许的应力空间中运动(等向硬化或运动硬化)，从而合理地反映了土体各向异性与应力路径的影响.借助边界面与损伤的概念建立了可以反映原状软土从小应变到大应变的力学特性的本构模型.土体弹性变形用横观各向同性模型来描述，提出了一种新的边界面与加卸载准则，它同时考虑了塑性体应变与塑性剪应变对原状土体结构性的损伤.与有关试验结果对比表明，本模型是合理的。     

应力偏量加载条件下混凝土力学行为试验研究

为了分离平均应力、广义剪应力和罗德角对混凝土变形的影响，采用解耦应力路径，在液压伺服真三轴试验机上对边长为100mm的立方体混凝土试块进行准静态加载。对每个试块先施加平均应力到设计值，并与罗德角一同保持不变，单调地施加应力偏量。平均应力有5档，罗德角有3档（分别对应于拉、压、剪加载），两者组合成15组应力路径。给出了15组路径对应的偏应力~偏应变曲线、广义剪应力~广义剪应变曲线，分析了平均应力、罗德角对峰值应力、峰值应变、软化特性等力学特征的影响。首先，发现在平均应力、罗德角恒定的加载过程中，广义剪应力~广义剪应变曲线在下降段的变化幅值远远小于单轴和三轴比例加载时的变化幅值；并解释为，对于后者，加载中应力球量的变化放大了强化、软化作用。其次，发现如果用等向强化的屈服面描述混凝土的力学行为，则随着加载的进行在同一偏平面上屈服面的截面图除了大小发生变化之外，形状也发生变化；在不同的偏平面上，截面图之间形状并不相似。第三，证明了由应力的第一不变量和偏应力的第二不变量组成的塑性势函数只能描述拉伸和压缩这类假三轴加载，而不适用于剪切等真三轴加载。     

坝壳砂砾料浸水变形特性的测定

在应力控制式三轴仪上,进行了坝料干砂、饱和砂当D_7=0.25、0.50和0.75时的不同应力水平下的浸水试验。其结果表明,单线法的轴向应变都超过了双线法干砂、饱和砂的两条应力—应变曲线之间的差值20～77％,个别竟达200％;单线法的体应变则大多数小于双线法干砂、饱和砂的两条ε_a-ε_▼曲线之间的差值,仅有54～100％。与单线法相比,双线法得出的轴向应变偏小,而体变量则偏大,说明浸水变形与应力路径有关。故用三轴仪中分别对干砂、饱和砂进行剪切的双线法来代替试样在剪切过程中浸水的单线法是不妥当的。     

吸力对弱膨胀土应力应变关系和强度的影响

本文对不同吸力的南阳弱膨胀土进行了一系列吸力控制的三轴剪切试验。试验结果表明:在净应力相同的条件下,试样的应力应变关系曲线随着吸力的增加而升高、剪缩体变小,并且随着吸力的增加其应力比-应变关系与强度、体变表现出类似超固结土的特性明显。其主要原因是试样受到较大的吸力,有效应力增加,弱膨胀土试样失水收缩、孔隙比减小均明显,使试样剪切过程中表现出类似超固结黏土的特性。吸力所引起弱膨胀性土体积收缩明显,不可忽视。因此预测非饱和弱膨胀性土的应力应变关系和强度特性需考虑吸力所引起的体积收缩影响。     

等应力比应力路径下饱和原状黄土的孔压特性

对杨凌饱和原状黄土在轴向加载且径向卸载以及轴向卸载且径向加载二种类型的等应力比应力路径下,进行了K0固结不排水三轴剪切试验,探讨了应力路径、固结围压等对饱和原状黄土孔压发展特性的影响。研究表明:(1)当忽略被动压缩应力路径在较小围压开始阶段所产生的极小负孔压值时,在两种类型的等应力比应力路径下孔压随轴向应变(压缩或挤伸)的增大,先快速增大后缓慢变化且均为正值;(2)固结应力条件相同时,应力路径对孔压发展特性有很大的影响,对于轴向加载且径向卸载类型的等应力比应力路径,孔压随加载应力比的增大而增大;而对于轴向卸载且径向加载类型的等应力比应力路径,孔压却随加载应力比的增大而减小;(3)在有效球应力和偏应力坐标系上,在轴向加载且径向卸载类型的各种等应力比应力路径下近似地具有唯一的有效应力路径;而在轴向卸荷且径向加载类型的各种等应力比应力路径下具有不同的有效应力路径,且随着加载应力比的增大,其有效应力路径由右向左按顺时针方向依次排列;(4)在不同应力路径下,孔压是由平均正应力增量和剪应力增量两部分共同引起的,由平均正应力增量引起的孔压与土的非线性变形特性无关,由剪应力引起的孔压与剪应力间呈显著的非线性关系。     

主应力方向偏转条件下粘性土的变形特性

在研究土体应力应变关系时,应力路径的影响因素是主要研究内容之一。在实际工程中,由于在土体上部加荷,土体中不同位置的主应力方向发生偏转,这是应力路径的一个重要特征。本文介绍了用单剪仪和空心圆柱扭剪仪进行的试验研究成果。试验资料表明,不同应力洛德角θ_σ(相应于不同主应力方向偏转角θ_α)其应力应变关系可用双曲线拟合,但不能归一化,即初始切线斜率和极限应力不同。这说明,第三主应力不变量对应力应变关系和剪切强度存有影响。对剪切强度的影响可用应力状态函数ψ(θ_σ)表示。同时证明,对复杂加荷条件,广义剪应变增量方向不仅是f/q的函数,而且也是(f/θ_σ)/q的函数。因此,不论p—q平面,还是π平面,塑性势函数等于屈服函数,流动规律是相适应的。     

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。     

堆石料在不同应力路径下的颗粒破碎特性

采用大三轴试验设备,对直径为300 mm、高为600 mm的圆柱体堆石料试样进行了三种不同应力路径的固结排水试验,包括常规三轴压缩试验、等平均应力试验及等向压缩试验,探讨不同应力路径下堆石料的颗粒破碎特性,常规三轴压缩试验围压为200、400、800、1 200 k Pa,等平均应力试验平均应力为200、400、600、800 k Pa。试验结果表明,应力路径对堆石料的颗粒破碎特性有很大的影响。常规三轴压缩试验的应力—应变关系近于双曲线,低围压时试样先剪缩后剪胀、高围压时剪缩;等平均应力试验的应力—应变曲线呈应变软化型,体变表现为先体缩后剪胀。计算得到的颗粒破碎指数表明,等平均应力试验的颗粒破碎最为严重,等向压缩试验的颗粒破碎轻微。     

宽级配土料应力路径试验中几个问题的处理

通过对采用剔除法、等量替代法和相似级配法对超径颗粒进行替代后的级配曲线与原级配曲线进行比较，决定选用等量替代法进行处理后的土料试样进行室内三轴应力路径试验．试验中，加荷时均以正应力增量与广义剪应力增量之比作为应力路径的标志，采用应力控制方式分别实现了三种不同的应力路径．为确保体积应变量（文中简称体变量）的准确测定，宜选取直径较小的体变管．     

五向应变计的松弛法应力计算

1混凝土测值应变及平衡计算本文以英那河大坝#14溢流坝段桩号0+174.75断面,闸门底坎下2.5m高程69.70m处布置的一组五向应变计组(s14-6向上游45°,s14-1铅垂向,s14-7向下游45°,s14-9向下游,s14-3坝轴向)及相应的无应力计(N14-1)为例,同时还以附近的钢筋计(R14-1向下游)比较探讨该处应力变化规律.本文中坐标x向下游为正,y向上为正,z向右岸为正,正应变和正应力均受拉为正受压为负,剪应变和剪应力均面向正坐标并转向另一正坐标为正.五向应变计组及相应无应力计测值应变按厂商提供公式计算,本文从略.混凝土中空间任一点三个正交坐标轴应变之和…     

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。