K_0固结真三轴仪的研制及试验研究

提出了一种能对试样进行Ｋ＿０固结的应力一应变式真三轴仪，该仪器在Ｋ＿０固结阶段采用恒应力控制，并不允许试样侧向变形；而在剪切阶段则采用等应变速率控制。通过利用该仪器所进行的一系列Ｋ＿０固结真三轴试验表明，该仪器结构合理，性能良好，并且操作方便，能使试样在无侧向变形条件下发生固结，并能够提供足够的独立三向主应力，从而为土体在三维性能状态下的本构关系以及各向异性研究提供有力的试验工具。     

K_0固结条件对上海粘性土强度和变形的影响

通过对上海第②层～第⑤层粘性土进行Ｋ０固结三轴不排水剪切试验，探讨Ｋ０固结初始应力对上海粘性土强度和变形性能的影响规律，并与各向等压初始应力的三轴固结不排水剪切试验的情况进行比较和分析。试验结果表明，Ｋ０固结初始应力对上海粘性土的强度和变形性能有影响；正确测试土的天然强度及变形规律，应使三轴试验的固结应力状态符合天然土层的初始应力条件，即Ｋ０固结状态。     

K0固结条件对上海粘性土强度和变形的影响

通过对上海第（２）层￣第（５）层粘性土进行Ｋ０固结三轴不排水剪切试验，探讨Ｋ０固结初始应力对上海粘性土强度和变形性能的影响规律，并与各向等压初始应力的三轴固结不排水剪切试验的情况进行比较和分析。试验结果表明，Ｋ０固结初始应力对上海粘性土的强度和变形性能有影响；正确测试土的天然强度及变形规律，应使三轴试验的固结应力状态符合天然土层的初始应力条件，即Ｋ０固结状态。     

全封闭型三轴固结仪的研制与初步试验

全封闭型三轴固结仪是按目前常规的试样尺寸即高２ｃｍ，面积３０ｃｍ２设计研制的。按其特点是一种能控制排水条件并量测孔隙压力、测压力在Ｋ０状态下固结和允许侧胀状态下固结的仪器．活塞与试样面积相等并同止水部件原则上无摩擦力存在，结构简单拓宽了单向固结试验范围。     

平面蠕变仪的改造及黄土平面蠕变试验

在岩土工程界,对于一些平面应变状态下的黄土蠕变沉降问题,采用三轴蠕变或单向压缩试验不能准确反映其应力应变与时间的关系。为此,先将真三轴仪改造为平面应变仪,然后改进成为平面蠕变仪,保证试样在整个试验过程中处于平面应变状态,且能准确反映其蠕变过程。利用该仪器开展了黄土固结平面蠕变试验,试验结果表明,在偏应力较小时平面蠕变轴向形变量及稳定时间均小于在偏应力较大情况下的值,试样侧面形变规律类似轴向形变规律。同时,试验结果也验证改造后的仪器能较好地应用于平面蠕变相关试验。     

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。     

真三轴仪的研制及其试验方法

本文参照国外真三轴仪的发展情况,自行研制成一种由刚柔混合施加三向主应力的真三轴仪。该仪器结构简单、加工方便、易于操作,作用于土样六个面上的三个主应力施加均匀且边角应力干扰很小,该仪器可进行各种类型的真三轴试验,不仅适用于砂性土,也适用于粘性土,为土的三维性能及本构关系研究提供了有力的试验手段,本文还介绍该仪器的一般试验操作方法。     

非饱和重塑黄土三轴蠕变试验研究

为研究陕西咸阳扶风地区黄土边坡的稳定性,利用SR-60型双联三轴蠕变仪针对非饱和重塑黄土进行了三轴固结排水蠕变试验。试验结果表明:试样含水率、固结围压和偏应力水平对蠕变变形具有明显的影响。表现为:当含水率较大、固结围压较小时,蠕变变形量大,蠕变现象明显;当其他条件一定时,在偏应力水平较大条件下,试样变形大,蠕变现象明显。在数据分析的基础上建立了经验模型,并与Singh-Mitchell和Mesri模型对比后发现,新模型具有精度高、参数少且参数容易获得等优点,能较好地模拟该地区黄土蠕变过程。     

特殊应力路径下软黏土变形与强度特性试验研究

通过进行软黏土的常规三轴固结排水试验、K0固结轴向加载排水剪切试验及K0固结侧向卸荷排水剪切试验,模拟基坑侧壁土体的实际应力路径,对比分析3种不同应力路径下土体的变形和强度特性。分析结果表明：① 在3种试验应力路径下,软黏土土样破坏时的主应力差值随着固结围压的增加而增加,均呈近似线性变化;② 侧向卸荷应力路径下,软黏土的变形和强度特性较之常规三轴试验结果均有较大差异;③ 相对于各向等压固结,K0固结条件下土体的凝聚力减小,内摩擦角增大。研究结论为基坑设计时采用反映土体实际应力路径的力学参数提供了理论依据。     

应力～应变式K_0固结三轴仪的研制及试验研究

本文所研制的应力～应变式K_0固结三轴仪。通过与普通三轴仪的比较试验、K_0固结试验,K_0固结三轴仪剪切试验、K_0固结弹模试验证明该仪器结构简单、操作方便、性能可靠。     

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。     

SY300—1型高压三轴仪微机测控系统研究

SY300－1型高压三轴仪，是一台大型自动化土力学实验仪器，可以对试样进行剪切试验、等应变试验、应力控制试验和应力路径试验等多种试验方式，整个试验的数据采集和控制用一台微机完成。在Windows95操作系统下，用VsualBasic语言开发的测控系统软件，成功实现了该三轴仪的所有试验功能。     

加筋粉煤灰砂混合料大型三轴试验研究

为进一步研究粉煤灰砂混合料的性能,在不同固结和排水条件下对较优质量比例的粉煤灰砂混合料试样进行不加筋及复合加筋三轴试验。分析粉煤灰砂混合料试样在不同固结排水试验、不同筋材加筋和不同加筋层间距条件下的应力-应变性能。试验结果表明:在不固结不排水试验条件下,粉煤灰混合料抗剪性能最优;在加筋性能改善方面,轮胎加筋效果最佳,其次为三向土工格栅、双向土工格栅和格室加筋;随着加筋层间距减小,相应加筋效果系数增加,相应破坏时的主应力差值也不断增加,但加筋层间距不宜过小,20 cm时相应加筋性能较优。同时,随着围压增加,其破坏时的偏应力随之增加,相应的加筋效果会有所下降。上述结果揭示了加筋粉煤灰砂混合料三轴试验力学特性,可为粉煤灰砂混合料作为建筑回填材料和废弃物资源化应用提供理论依据。     

不同冲击频率与中主应力下细砂力学响应研究

使用SPAX-2000改进型真三轴试验系统对饱和细砂进行循环冲击动力固结试验,研究不同固结条件、不同冲击荷载作用频率与不同中主应力作用下细砂应力-应变关系等力学响应;并结合三轴剪切试验,分析对比了不同条件下冲击荷载作用后试样强度的变化特征。试验结果表明：中主应力增大,试样在冲击荷载的作用下更容易趋于密实,抗剪强度得到较大的提高;频率降低,在中主应力较小时动力固结后试样抗剪强度有明显的提高,而在中主应力较大时试样抗剪强度没有太大变化;表明了中主应力和冲击荷载频率是影响试样动力固结效果的重要因素。     

SY300-1型高压三轴仪微机测控系统研究

ＳＹ３００－１型高压三轴仪，是一台大型自动化土力学实验仪器，可以对试样进行剪切试验、等应变试验、应力控制试验和应力路径试验等多种试验方式，整个试验的数据采集和控制用一台微机完成。在 Ｗｉｎｄｏｗｓ ９５ 操作系统下，用 Ｖｉｓｕａｌ Ｂａｓｉｃ语言开发的测控系统软件，成功实现了该三轴仪的所有试验功能。     

堆石料的临界状态探讨

高应力水平时堆石料的颗粒破碎对其强度和变形机理有重要影响。基于临界状态的土力学理论对重塑土的应力-应变关系的描述较为成功，但是目前颗粒破碎对堆石料临界状态的影响及其数学描述鲜有研究。为此，对堆石料进行了固结应力从400kPa到4MPa的18组固结排水和固结不排水常规三轴压缩试验，及6组等向压缩试验。结果表明：（1）围压低时颗粒破碎轻微，固结排水时试样剪胀，固结不排水时孔压先增加后稍有降低；围压高时颗粒破碎严重，固结排水时试样剪缩，固结不排水时孔压也是先增加后降低；等向压缩时随着平均有效应力增加颗粒逐渐破碎，但不明显；（2）不同的固结应力时，在排水条件和不排水条件下试样都趋于临界状态；（3）堆石料的临界状态在q-p′平面和e-lgp′平面均为非线性变化。最后提出了堆石料的临界状态的数学描述并较好地验证了试验结果。     

雷泽湖水库大坝动三轴试验

1工程概况菏泽市雷泽湖水库位于该市区西4.5km处,设计总库容1290万m3,坝顶高程60.0m,年供水量5475万m3。为保证该工程的抗震安全性及稳定计算的需要,对该坝取样进行室内物理性指标测试及动三轴试验。动力试验的试样共分为四类,分别为坝基粘土、坝基壤土、坝基砂壤土、坝基粉砂。2动力特性试验2.1试样制备土样的制备首先按《土工试验规程》(SL237-1999)中的有关规定切削成直径为39.1mm、高80mm的试样,然后进行抽气饱和。试验时采用不同应力下固结,待固结完成后在不排水的条件下施加动应力进行试验。2.2试验仪器本次试验采用了北京市新技术研…     

土石坝应力应变计算参数的测定

近年来,由于对土的应力应变性质的重视,土工试验技术进入了一个新的阶段,即从着重测定土的强度转向重视应力应变参数的阶段。与此相应,出现了一批新型的仪器,如真三轴仪、平面应变仪、空心试样三轴仪;在试验方法方面,如K。试验、应力路径试验、拉伸试验等得到了发展。试验技术同三十年代太沙基(Terzaghi,1932)开始把三轴仪用于土     

一个适用于深基坑开挖的三维各向异性模型

现场地基中的土体一般处于Ｋ0(土体静止侧压力系数)固结状态，基坑开挖时坑底土体在卸荷作用下有时会处于三轴拉伸状态。采用剑桥模型，因弹性区偏大，导致计算精度较差；采用关口—太田各向异性模型，实测资料表明预测的变形偏大，且屈服面上有奇异点。本文在修正剑桥模型基础上，提出了修正各向异性模型，然后利用变换应力法将修正各向异性模型从三轴试验的轴对称应力状态扩展至一般应力状态。新模型(三维各向异性模型)采用的SMP准则(松岗元“空间准滑面”准则)，与扩展Mises准则(米塞斯准则)相比，能较好地反映深基坑工程中坑底土体在三轴拉伸状态下的强度和变形特性以及土体的初始应力各向异性，预测的坑底隆起变形比较可靠。     

堆石料的临界状态探讨

高应力水平时堆石料的颗粒破碎对其强度和变形机理有重要影响。为此,本文对堆石料进行了固结应力从400kPa到4MPa的18组固结排水和固结不排水常规三轴压缩试验,及6组等向压缩试验。结果表明:(1)围压低时颗粒破碎轻微,固结排水时试样剪胀,固结不排水时孔压先增加后稍有降低;围压高时颗粒破碎严重,固结排水时试样剪缩,固结不排水时孔压也是先增加后降低;等向压缩时随着平均有效应力增加颗粒逐渐破碎,但不明显;(2)不同的固结应力时,在排水条件和不排水条件下试样都趋于临界状态;(3)堆石料的临界状态在q-p′平面和e-lgp′平面均为非线性变化。最后提出了堆石料的临界状态的数学描述并较好地验证了试验结果。