三轴试样端部约束影响有限元分析

对某压实黏土和软土分别开展两种端部约束条件下的中三轴三维有限元模拟，对应端部约束条件分别为完全限制端部径向位移和径向自由（端部无约束，无摩擦力）。对比分析两种端部约束条件下试样强度和应力应变结果，定量研究了试样端部约束对两种土料强度和应力应变特性的影响。结果表明，端部约束对土体强度有一定提高，但不会改变轴向偏应力和轴向应变关系曲线的整体趋势；随着围压的增大，端部约束对强度和应力应变的影响有所降低，但降低幅度有限；三轴试验中，和试样端部径向自由相比，端部因摩擦力引起的约束会显著增大试样的体积应变，而且土体的软硬程度对试样的体变影响较大。对压实黏土，端部约束试样剪切破坏时平均体变ε_v比径向自由增大17.2%；对软土该值的影响也达到了5.2%。     

饱和软黏土不同固结程度下的抗剪强度特性研究

为了研究饱和软黏土在不同固结度下的抗剪强度特性,利用应力应变控制式三轴剪切渗透试验仪开展饱和软黏土不同固结程度下的三轴剪切试验研究,对不同围压下不同固结度对土体孔压增量和抗剪强度的影响进行了分析。结果表明:在部分固结不排水剪切试验中,试样的剪前固结程度越低、剪前孔压越大,则剪切引起的孔压增量越小,但总孔压却是越大,不排水强度低。通过归一化,得到了孔压增量和固结度之间的相关关系。     

PVC纤维土三轴试验分析

采用三轴仪对PVC纤维土在固结不排水的条件下,进行常规三轴压缩试验,探讨在不同长度或掺量组合下该纤维土的应力-应变关系,分析影响纤维土应力-应变关系及其抗剪强度的因素.试验结果表明,该纤维土的抗剪强度较没有掺加纤维的素土有提高,说明纤维对土体存在补强的作用;同时,试验得出粘聚力是影响纤维土抗剪强度的主要因素.     

侧向卸荷路径下天津滨海软土强度参数试验研究

针对侧向卸荷条件下软土变形、强度等典型力学特性,选取天津滨海新区9～18,m深度海相软土为研究对象,采用应力-应变控制式三轴剪切渗透试验仪,对试样进行了三轴不固结不排水试验(UU)、三轴固结不排水试验(CU)以及K0固结轴向卸荷试验(DEP).试验结果表明:UU、CU、DEP试验应力与应变关系曲线呈双曲线特性,UU与CU试验应力与应变关系曲线呈硬化特征,DEP试验应力与应变关系曲线呈软化特征.DEP试验对于总应力强度参数有影响,对有效应力强度参数影响较小.     

固结排水及常含水量条件下非饱和红土强度及变形特性影响

以江西非饱和红土为研究对象,分别进行了相同压实度下24个试样的非饱和红土固结排水和常含水量GDS三轴试验,对比分析了2种试验方法下试样的应力变形及强度变化特性。结果表明:固结排水三轴试验与常含水量三轴试验在高围压同基质吸力下有不同的应力应变关系,而在低围压下却大致相同;在常含水量三轴试验中产生了剪胀现象,而在固结排水试验中并未出现此情况;常含水量三轴试验中与基质吸力有关角度Ф~b总体均小于固结排水试验中的Ф~b。为红土填筑工程、变形及稳定性分析提供试验选择参考。 更多还原     

固结排水及常含水量条件下非饱和红土强度及变形特性影响

以江西非饱和红土为研究对象,分别进行了相同压实度下24个试样的非饱和红土固结排水和常含水量GDS三轴试验,对比分析了2种试验方法下试样的应力变形及强度变化特性。结果表明:固结排水三轴试验与常含水量三轴试验在高围压同基质吸力下有不同的应力应变关系,而在低围压下却大致相同;在常含水量三轴试验中产生了剪胀现象,而在固结排水试验中并未出现此情况;常含水量三轴试验中与基质吸力有关角度Ф~b总体均小于固结排水试验中的Ф~b。为红土填筑工程、变形及稳定性分析提供试验选择参考。     

结构性吹填软土侧向变形真三轴试验研究

为了研究吹填软土在侧向变形条件下的力学与结构特性,利用真三轴试验机以及WF应力路径试验仪进行了不排水条件下的侧向卸荷试验,并与常规三轴试验结果进行了对比分析.试验结果表明：与常规三轴剪切试验应力-应变关系曲线表现的硬化特性不同,真三轴卸荷试验表现出应变软化现象.随着初始围压的增大,土体由剪缩向剪胀变化.由于中主应力的影响,真三轴卸荷状态下土体的结构屈服应力值明显大于WF卸荷状态以及常规三轴试验下的数值,其随着中主应力系数bd的增大而成非线性增长.真三轴侧向卸荷条件下土体抗剪强度指标大于WF卸荷条件,与常规三轴试验结果也明显不同,其内摩擦角增大,粘聚力减小.     

砂土的三剪统一本构模型

以修正剑桥模型为基础,基于三剪统一强度准则,推导出砂土的三剪统一本构模型,并编写了相应的ABAQUS二次开发子程序。对松砂进行了排水和不排水条件下的常规三轴压缩试验,利用二次开发后的ABAQUS软件模拟了试验模型的应力状态。数值解与实验结果符合较好,证明模型推导和二次开发编程的正确性。在此基础上,模拟不同排水条件下真三轴压缩试验,讨论了中主应力影响系数对应力应变曲线的影响。更多还原     

应变速率对天津海积软土力学性能的影响

采用WF应力路径三轴仪,对天津滨海海积软土进行了不同围压、不同应变速率的三轴固结不排水剪切试验（CU）,分析了不同应变速率对海积软土试样的应力一应变关系、有效应力及试样破坏形态的影响．结果表明：CU试验应力一应变关系呈硬化特征,剪应力峰值随着应变速率的增大而增大,而孔压变化值则随着应变速率的增大而逐渐减小;不同应变速率的有效应力路径在相同固结压力下基本一致,因而正常固结黏土的有效应力路径具有唯一性;同时,应变速率对总应力强度有所影响,总应力的内摩擦角随着应变速率的增大而增大．     

双折线形体变控制的三轴试验研究

通过控制最大排水体变的双折线形应变路径三轴试验,研究了控制排水条件对抗剪强度的影响。试验结果表明双折线形应变路径加载条件下,土体的峰值抗剪强度仅与受剪土样的最大排水体变相关,两者近似呈线性关系;在双折线形应变路径试验剪切全程中,试样都不会达到临界状态;体变与剪应变对于试样的剪切特性影响与剪应变水平有关。     

堆石料的三轴松弛试验

针对以一个试样进行分级加载松弛试验的可行性问题,并研究堆石料的应力松弛规律,使用大型三轴仪对堆石料进行了常应变速率排水压缩试验和不同围压、不同应变水平的分级加载排水松弛试验,并建立了双曲线应力松弛方程.结果表明应力松弛阶段对后续常应变速率加载的应力应变关系趋势基本无影响,以一个试样分级加载方式进行松弛试验是可行的.在应...     

土工真三轴试验双向微摩擦荷载传力板的研制与验证

真三轴仪是研究复杂应力状态下土体力学特性的理想仪器,但如何保持加载结构与土体之间无摩擦力且三个方向无干扰加载是真三轴仪研制的技术瓶颈。针对“刚柔复合型”真三轴仪中刚性加载板与试样之间的双向摩擦力问题,基于土体与加载板之间的接触由“整体接触变为分散式接触、滑动摩擦变为滚动摩擦”的减摩新方法,研制了土工真三轴试验双向微摩擦荷载传力板。详细介绍了该装置的结构原理和细部构造,通过大型直剪试验和数值计算论证了分散式接触代替整体式接触、滑动摩擦变为滚动摩擦的减摩措施效果。结果表明,1）试样与加载板之间的摩擦系数低至0.023,与传统减摩方法相比,摩擦系数可降低90%以上。2）与整体式接触相比,分散式接触可使试样3个方向的应力和变形更为均匀,并较大程度地降低试样与加载板之间的摩擦力。3）采用分散式滑块相互搭接并预留间隙方法满足随试样同步变形,实现了大变形条件下（竖向最大变形量90 mm,应变达15%）真三轴试验的三向无干扰独立加载。土工真三轴试验双向微摩擦荷载传力板的成功研制,有效消除了试样与加载板之间的界面摩阻力,使试样在接触面切线方向上可以自由双向变形,又实现大变形条件下三向加载互不干扰,破解了真三轴仪研制中的关键技术难题。     

SSUH model: A small-strain extension of the unified hardening model

A small strain unified hardening (SSUH) model is proposed in the present study to tackle the small strain behavior of clay. The model is an extension of the unified hardening (UH) model for overconsolidated (OC) clays accounting for the small strain stiffness. The new features of the SSUH model over the UH model include: (a) a new elastic hysteretic stress-strain relationship to evaluate the stiffness degradation at small strains and to generate the hysteresis loop under cyclic loading condition; (b) a revised unified hardening parameter to enhance the plastic stiffness at small strains; and (c) a new overconsolidation parameter, which is crucial to make the UH model working with the elastic hysteretic stress-strain relationship effectively. With these enhancements, the SSUH model can describe a high initial stiffness and the highly nonlinear stress-strain relationship at small strains, in addition to the shear dilatancy and strain hardening/softening behaviors of OC clays at large strains. In comparison with the Modified Cam-clay (MCC) model, the proposed model needs two more small strain related parameters, which can be easily obtained from laboratory tests. Finally, some drained triaxial compression tests at large strains, drained triaxial compression/extension tests at small strains, an undrained compression test at small strains and a drained cyclic constant radial stress test are employed to validate the new model.     

饱和度对砾质土性质影响三轴试验研究

对糯扎渡土石坝心墙砾质土料进行了不同饱和度条件下三轴不固结不排水剪切试验,对非饱和砾质土的应力应变及强度特性进行了研究。结果表明,相同围压下,试样的变形模量随着含水率增大而逐渐减小;试样的强度随着含水率的增加而减小;试样的粘聚力和内摩擦角均随含水率增加而线性减小,且粘聚力比内摩擦角减小幅度较明显。     

对修正剑桥模型的认识及试验模拟

通过普通三轴固结不排水剪切试验获取修正剑桥模型的参数，用MSC．MARC软件进行考虑水土耦合和不考虑水土耦合的三轴排水试验的模拟，并对模拟的试验结果与室内试验进行比较，验证了MARC软件的水土模拟能力．     

堆石蠕变与颗粒破碎特性三轴试验

为分析堆石的蠕变规律和研究颗粒破碎与蠕变的关系,对某堆石料进行了不同应力水平和围压下的大型三轴排水蠕变试验。蠕变试验后通过筛分试验测量了堆石的颗粒破碎程度。结果表明堆石的蠕变变形与应力水平和围压有关;轴向蠕变和体积蠕变随应力水平的增大而增大,应力水平相同时则随围压增大而增大。堆石的应变一时间关系可用幂函数表示,轴向应变一应力关系和体积应变一应力关系分别满足双曲线函数和线性比例函数。随应力水平和围压的增大,堆石颗粒破碎增多。堆石颗粒破碎可用相对颗粒破碎指数度量,其与轴向蠕变和体积蠕变近似呈线性比例关系。     

反映物态变化的砂土状态参数本构模型

基于状态参数Ψ、峰值应力比、相态转换应力比、依赖于状态的剪胀方程和一个双曲线的应力应变关系,建立了一个静力条件下能统一反映密度和压力对砂土变形特性影响的本构模型。该模型具有8个材料参数,都能从常规三轴试验中确定,模型能很好的模拟不同密度和不同固结压力下砂土的这些变形特性,通过数值试验初步验证了模型的合理性。     

三峡泄滩滑坡滑动带土的Singh-mitchell蠕变方程

三峡古滑坡的变形和长期稳定的控制性因素在于滑动带土的力学特性的强度损伤积累和时间效应。为了滑坡建模和稳定数值分析的需要，进行了泄滩滑坡体滑动带土的三轴排水蠕变试验研究，给出了排水条件下粘性土的Singh-mitchell蠕变方程，其中应力-应变关系采用指数函数，应变-时间关系采用幂函数。该方程参数少，能够较好的拟合试验曲线。