主应力方向对饱和松砂不排水单调剪切特性影响的试验研究

利用大连理工大学新开发的“土工静力–动力液压–三轴扭转多功能剪切仪”,针对相对密度为30%的福建标准砂,在不排水条件下控制试验过程中主应力方向、中主应力系数、平均主应力保持不变,进行了单调剪切试验。以此着重探讨了主应力方向对有效内摩擦角、有效应力路径及应力-应变关系的影响。研究表明,主应力方向对在不排水条件下饱和松砂的单调剪切特性具有显著影响。     

初始主应力方向角对饱和珊瑚砂液化特性影响的试验

为探究不同的初始主应力方向角 α0条件下南沙岛礁饱和珊瑚砂的液化特性,对饱和珊瑚砂进行了一系列不排水循环扭剪试验.试验结果表明:①α0对饱和珊瑚砂液化特性的影响显著;α0≠45°时的超静孔压ue不会到达初始有效平均主应力p'0;但α0=45°时ue会达到p'0.②不同α0条件下试样各应变分量发展形式的差异显著,但均会产...     

复杂卸荷路径下饱和粉土剪切特性研究

为研究基坑开挖卸荷路径下土体的力学特征,开展了饱和粉土卸荷路径三轴排水剪切试验,获取了不同应力路径的应力应变曲线,分析了卸荷比、围压和应变水平对割线模量的影响,提出了饱和粉土卸荷模量简化公式。结果表明：不同卸荷应力路径的应力应变曲线均呈应变软化型,卸荷模量随卸荷比的减小、围压的增大而增大。K₀固结侧向卸荷路径（EB）的峰值剪应力高于K₀固结双向卸荷路径（EC、FD）;应力路径对割线模量衰减的影响程度差异显著,K₀固结双向卸荷路径（EC、FD）对割线模量衰减的影响最大。说明基坑坑底土体强度较高,受开挖的影响较小,抗变形能力较大,在基坑工程设计中,应考虑基坑不同区域对应的割线模量。     

初始剪应力对饱和粉土液化特性影响试验研究

为探寻饱和粉土的液化特性,利用GDS空心圆柱仪进行了一系列循环扭剪试验.在初始剪应力τs和循环剪应力τcy共同作用下,试样的最小剪应力τmin=τs-τcy存在3种类型:τmin0.试验结果表明:当τmin≤0时,试样的孔压可以达到有效围压,其破坏模式为循环液化;当τmin>0时,试样的孔压始终达不到有效围压,其破坏模式为过大的累计应变.饱和粉土的循环强度随着初始剪应力τs与初始有效平均主应力p'0之比值SSR(初始剪应力比)的增加呈现出先减小后增大变化趋势,且SSR=0.1~0.15时的循环强度最低.当SSR≤0.1时,孔压比的发展模式随着循环剪应力比的增加由“快—平稳—急剧”的增长模式向“快—平稳”的增长模式转变;当SSR>0.1时,孔压比的发展呈现“快—平稳”的增长模式.     

压实黄土平面应变方向的主应力特性

对不同含水率压实黄土进行等小主动主应力σ_x的平面应变三轴试验,研究了含水率w及小主动主应力σ_x对加载过程中平面应变方向主应力σ_y特性的影响,根据试验结果提出了描述平面应变方向与其它方向主应力双线性关系的表达式,验证了基于典型强度准则的中主应力公式描述压实黄土σ_y变化的适用性。研究结果表明:在等向固结及初始加载阶段,平面应变方向主应力不是中主应力σ_2,而是小主应力σ_3;平面应变方向主应力比σ_y/σ_x随着主动主应力比R的增大先平缓后快速增大,转折点前后主应力之间分别呈线性和非线性关系;转折点处的主动主应力比Rz大于平面应变方向主应力由小主应力转变为中主应力临界点处的主动主应力比Rc,w及σ_x对Rz的影响较大,对Rc的影响很小。R较小时,w及σ_x对加载过程中σ_y/σ_x几乎没有影响。主应力参数K(=2σ_y/(σ_x+σ_z))与主动主应力比R之间呈双直线;前段为水平直线,K近似为常数Kc;后段为倾斜向上的直线;Kc及直线斜率m与w及σ_x的大小无关。提出的双线性函数能较好地预测压实黄土加载过程中σ_y的变化特性,而仅在土样破坏时,基于Lade-Duncan及SMP准则的中主应力公式的预测值与试验值比较接近。     

应力路径对粉土力学特性影响研究

为研究平面应变状态下不同应力路径对粉土力学特性的影响,采用平面应变仪,对粉土试样进行不同应力路径下的竖向加荷试验,并比较四种应力路径下土体的偏应力、侧向应变和竖向应变的变化规律,以及强度参数差异性。探究了初始干密度对不同加荷路径下偏应力、侧向应变发展规律的影响。结果表明,应力路径对于应力-应变曲线有很大影响,不同应力路径对土体变形强度影响明显。粉土干密度对于应力-应变曲线影响很大,随着干密度的增大,竖向应变和侧向应变增大幅度减小,呈负相关。     

用现场模拟法测定饱和砂性土、粉土含水率的探讨

本文根据土工试验中饱和砂性土、粉土含水率测定时存在的问题，提出了测定饱和砂性土、粉土含水率的方法——现场模拟法，以期使土工试验成果更加准确。     

主应力方向变化对松砂不排水动强度特性的影响

针对相对密度为Dr=30%的福建标准砂,利用新研制的土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪进行了扭转和竖向循环耦合剪切试验和循环扭剪试验。通过对比三向非均等固结条件下的两类试验结果,着重研究了初始主应力方向变化和振动过程中主应力方向连续变化对松砂的动强度特性的影响。     

主应力方向循环变化对饱和松砂不排水动力特性的影响

利用新研制的土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪进行了主应力轴循环变化的多种模式竖向和扭转双向耦合循环剪切及普通循环扭剪试验.针对福建标准砂, 在均等固结条件下着重研究了振动过程中主应力方向的不同变化模式对饱和松砂不排水循环特性的影响.试验研究结果表明: 振动过程中主应力方向的变化方式对饱和砂土不排水动强度具有显著的影响, 在所采用的五种类型循环剪切应力路径中, 主应力方向连续旋转条件下的动强度最低.进一步的研究发现: 对于初始均等固结条件, 分别采用初始平均有效固结压力和循环破坏次数归一化的循环孔隙水压力比与循环次数比之间的关系与振动过程中主应力方向变化方式无关, 这种归一化循环孔隙水压力比随广义剪应变的变化规律及累积广义剪应变与循环次数比之间关系均与振动过程中主应力方向变化方式无关.     

循环振动对饱和粉土初始动剪模量的影响

初始动剪模量是土体多种结构性因素的综合反映,除固结压力和孔隙比(密度)这两个主要因素外,还受循环振动影响。以往对该因素的研究偏重于干砂,且预振时施加的剪应变幅多低于10-3;对于饱和土体,尤其是对经受过较大振幅振动后土体初始动剪模量的研究十分有限。本文利用安装弯曲元的动三轴仪,在等向固结条件下对不同相对密度的饱和粉土进行不排水循环三轴试验,同时监测试样的剪切波速,获得循环动力加载过程中土的初始动剪模量。为保证试验结果的可靠性,同时进行了共振柱试验,比较确定弯曲元接收信号的到达点;评估了不同孔压发展程度下试验暂停时间对测试结果的影响。结果表明:在一定次数大振幅循环荷载作用下观察到初始动剪模量有别于相同应力下固结后得到的模量值,出现附加衰减或增长,正是循环荷载作用下土微观结构变化的外部宏观表现。这种附加变化由土颗粒接触行为决定,受到试样初始条件和振动幅值等多种因素的影响,表现出不同的变化模式。     

不同应力路径加荷时粉土的应力应变关系

对粉土在常规三轴仪上用改进的加荷方法进行了多种应力路径的试验,揭示了应力路径对粉土应力应变特性的影响;探讨了粉土的剪胀性以及用常规三轴试验得出的参数能否反映不同加荷路径等问题;推荐了几个合适的本构模型并给出了模型参数.     

应力路径对黄土应力应变关系的影响

本文通过对黄土进行不同应力路径的试验研究,探讨了应力路径对黄土应力应变关系的影响及原因,建立了不同应力路径下黄土的本构关系。     

应力路径对砂土应力应变关系的影响

本文在试验的基础上,对平面应变状态下风化砂不同应力路径的应力变关系进行了分析。表明等应力比路径上的应力应变符合幂函数关系;Ｋ＿０固结后不同应力路径可用双曲线关系表示文中还探讨了模型参数的变化规律。本文所得的结果可用于非线性分析。     

渗流作用下层状饱和土有效应力计算方法的研究

在分析渗流作用下单层土体有效应力性状的基础上 ,研究了渗流作用下层状饱和土体有效应力计算的方法。为便于计算 ,把渗流作用下的有效应力分为自重有效应力和渗流有效应力两部分分别进行计算。     

有效应力原理对饱和黏土的适用性

简要叙述了国外学者已证明有效应力原理适用于饱和黏土的早期的试验研究工作,虽然他们的结论不同于国内的研究人员在近年来取得的结论。新的结论是：由于黏土颗粒周围的结合水的微观作用,有效应力原理并不适用于黏土。为此,笔者提出少量未经发表的试验资料,间接地说明国外学者早期的结论仍然是正确的。同时指出,他们取得不正确结论的原因是由于在没有充分的论证下,过多地估计了结合水的体积和过分强调了结合水所起的作用,并且漠视了国外的早期研究成果。     

有效应力原理解析

分析了关于饱和土有效应力原理的一些错误理解,基于土颗粒-水相互作用分析,给出了土体中有效应力的物理含义,是单位截面的土体中土颗粒骨架所传递的有效荷载,其大小等于总应力与孔隙水压力之差。利用土体的力平衡方程,一方面证明了Terzaghi饱和土有效应力原理,并分析了该原理的适用范围;另一方面证明了Bishop非饱和土有效应力原理,解释了参量χ的物理含义,将二原理统一在一个力学框架下,从理论上说明了Terzaghi有效应力原理是Bishop有效应力原理在有效饱和度χ =1时的特例,并分析了Bishop非饱和土有效应力原理的适用范围。研究表明,从荷载条件和土性条件两个角度分析有效应力原理,清晰地解释了有效应力的物理概念,并且提出孔隙水压力影响土体力学特性的机理。     

用土力学的新概念解读和修正经典饱和土力学

论述了应该用有效应力的新概念代替经典有效应力原理。总应力压缩模量与渗流水等效压缩模量的曲线相似;有效应力压缩模量起加劲作用,而不是起决定性作用。土的压缩变形计算中应用有效应力原理是错误的。对于起始水力坡降,引入饱和粘性土的自由水压力衰减概念。在饱和粘性土中,自由水通道率折减不大,相对自由水压力通过一定厚度后衰减为零。所以,新概念土力学的算法接近我国规范:\"对粘性土宜按水土合算计算\"。还解读了地下室浮力折减、流沙陷阱等等。     

应力路径对饱和黄土孔压的影响研究

利用SLB-1型应力应变控制式三轴剪切渗透试验仪,对陕西杨凌Q3饱和黄土进行了常规三轴压缩、减压三轴压缩和等p应力路径的各向等压固结不排水三轴试验,探讨和分析了应力路径对饱和黄土孔隙压力的影响,试验结果表明:不同应力路径作用下,饱和黄土的孔隙压力随着轴向应变的增大而不断增大;当土体的轴向应变较小时,孔隙压力基本上不受初始固结围压的影响,而当轴向应变超过5%之后,饱和黄土所受的初始固结围压越大,主应力差越大,其孔隙压力也会越大。