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。     

不同应力路径对加筋土应力—应变关系的影响

对加筋土在常规三轴上进行了三种不同应力路径（σ３＝ｃ、ｐ＝ｃ、η＝ｃ）的试验研究。结果表明：不同应力路径对加筋土的应力应变关系及抗剪强度指标－粘聚力ｃ值有较大影响，但是对其抗剪强度指标－内摩擦角ψ值影响不大。     

软土卸荷强度试验方法探讨及试验研究

通过不同固结、剪切路径,对广州典型软土进行了卸荷抗剪强度试验,试验结果显示,不同的试验方法得到不同抗剪强度参数。不同试验方式下,土样卸荷后的抗剪强度指标都低于加荷下的抗剪强度指标;对基坑工程而言,采用DCU（侧向卸荷三轴试验）更符合实际情况,鉴于该试验方法较难,可采用DGK（先预压固结后卸荷至不同固结压力再进行快剪试验）得到的指标来代替。试验结果还表明：卸荷状态下土体应力应变曲线仍为双曲线形式,且曲线为加工硬化型;在相同的围压下,卸荷强度小于加荷强度;初始切线卸荷模量小于初始切线加荷模量,即用加荷下的加荷模量来代替卸荷下的卸荷模量将会使得工程偏于危险。     

不同应力路径下固化河道疏浚淤泥力学特性探究

为了探究固化河道疏浚淤泥在不同应力路径下的力学行为,对其开展了常规单轴,常规三轴,定轴卸围压,卸围升轴4中不同应力路径下的强度及变形特征。研究结果表明:常规加载过程中,固化淤泥的强度随着围压的升高呈线性增加,变形逐渐由张拉破坏向剪切型破坏转变;三轴卸围压过程中,固化淤泥破坏时所对应的轴向应变和围压值随着卸荷速率的增大而减小,卸荷速率越大,损伤扩容越滞后;卸围升轴过程中,初始围压越大,固化淤泥的强度越高,且呈指数型函数增长,试件主要以张剪型破坏为主。     

不同应力路径下红黏土的力学特性与含水率的变化规律试验研究

针对实际工程中不同部位土体所经历的应力路径不同的问题,以研究不同含水率、不同应力路径下贵州红黏土的力学特性为目的,选取实际工程中典型的三种应力路径,设计了采用K_0固结方式的不同含水率的三轴固结不排水试验。结果表明:不同的含水率及不同的应力路径对贵州红黏土的力学特性有很大的影响,红黏土的水敏性及对应力路径的敏感性都与其自身的结构性有很大关系;含水率及应力路径对红黏土抗剪强度指标的影响主要都表现在对黏聚力的影响上,而对内摩擦角的影响较小;坚硬、硬塑状态的红黏土在卸荷状态下达到抗剪强度峰值时的变形值最小,而含水率较高的红黏土在卸荷状态下的抗剪强度最差,在实际工程中该部分往往是发生变形破坏的突破点,应重点加强对该部分土体的加固与治理。研究成果对今后红黏土基坑的支护设计与计算及相关的数值模拟等具有参考价值。     

应力路径对固结排水条件下饱和原状黄土

在轴向加载、径向卸载和轴向卸载、径向加载二种类型的等应力比应力路径下,对杨凌饱和原状黄土进行K0固结排水三轴剪切试验,探讨了应力路径、固结围压等对饱和原状黄土的变形及强度特性影响的规律.研究表明,应力路径类型对其变形及强度特性有明显的影响;在二种类型等应力比应力路径下,体积变形皆表现为剪缩性,且固结围压及应力路径类型相同时,体应变随应力路径的变化呈现出规律性的变化;对于同一类型的等应力比应力路径,破坏强度值因应力路径的变化而异,但不同应力路径下临界状态线是唯一的,挤伸破坏时抗剪强度要比压缩破坏时低.     

考虑地表荷载的基坑降水开挖应力应变分析

考虑渗流-应力耦合作用下的基坑开挖是当前的研究热点。为定量研究地表荷载对基坑降水开挖过程中土体应力应变特性的影响,基于有限单元法,对某基坑的开挖过程进行模拟。结果表明:地表荷载对基坑开挖造成的位移和应力松弛影响很大,基坑底部卸荷回弹隆起明显;地表荷载对渗流路径和渗流速度没有影响,墙趾附近水流流速最大,易发生流土现象;存在地表荷载一侧的基坑边坡稳定性更低,连续墙发生更大的位移、轴力和弯矩。研究成果可为类似基坑工程降水开挖的设计和施工提供参考。     

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。     

鄱阳湖区软土三轴剪切强度试验

为研究复杂应力条件下湖相软土的力学性质及破坏规律,对鄱阳湖区典型软土进行等加载速率(0.01mm/min)下,基质吸力分别为0、50、100、200kPa,净围压为100、200、300kPa的标准应力途径GDS三轴剪切试验,得到湖相软土的三轴剪切应力-应变曲线、基质吸力与偏应力的关系、围压与偏应力的关系,并根据Fredlund双应力变量强度理论分析鄱阳湖区软土在不同基质吸力、不同围压下的土体抗剪强度变化规律。结果表明:在相同基质吸力条件下,鄱阳湖区软土非饱和强度在低应变范围内(8%),抗剪强度随着应变的快速增加,在高应变范围内,强度增速放缓;在相同围压条件下,强度与吸力基本呈正相关线性关系,其基质吸力相关角为6.6°,处于低吸力范围内;在4种基质吸力条件下,其内摩擦角的范围为21.8°～26.2°,总黏聚力范围为16.7～44.4kPa。结合双应力变量强度理论,提出鄱阳湖区湖相土的抗强度理论公式。     

红土镍矿尾渣三轴抗剪强度试验研究

抗剪强度指标的准确测定对尾渣堆场的设计和稳定性评价具有非常重要的意义。采用ＴＳＺ－２全自动三轴仪,开展了三种不同含水率条件下的红土镍矿尾渣试样固结不排水强度试验,确定了红土镍矿尾渣的应力－应变、孔隙水压力及抗剪强度指标的变化规律。试验结果表明:红土镍矿尾渣的应力－应变关系呈应变硬化型;尾渣含水率接近最优含水率时,孔压－应变关系表现出剪胀倾向,含水率为３１％时,孔压－应变关系表现出剪缩倾向;随着含水率的增加,尾渣的有效黏聚力逐渐减小,有效内摩擦角逐渐增大;尾渣的黏聚力受含水率影响较大。     

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。     

不同应力路径对垃圾土应力-应变关系的影响

利用GDS多功能三轴仪对K0固结的垃圾土样进行了七条应力路径的三轴试验,探讨了不同应力路径下垃圾土的应力-应变关系,给出了q-εs、p′-εv、p′-εs和q-εv的关系曲线。结果表明:垃圾土偏应力随剪应变几乎呈线性增加,表现出明显的加工硬化特征。同等剪应变的情况下,当Δp为正Δq也为正时,应力比(η=Δq/Δp)较大的应力路径对应的偏应力较小;当Δp为负Δq为正时,应力比较大的应力路径则表现出较高的抗剪强度。偏应力q不仅与剪应变有关同时也与体应变有关,球应力p不仅与体应变有关还与剪应变有关,填埋方式对垃圾体的应力和应变分布有重要影响。更多还原     

结构性对淤泥质土强度影响试验研究

以郑州新区淤泥质土为研究对象,在室内对原状土、部分愈合重塑土及完全重塑土进行不固结不排水三轴试验,研究淤泥质土的结构性对应力-应变关系及土体抗剪强度的影响.结果表明:受土体天然结构性的影响,原状土体具有明显弹性变形阶段,完全重塑土体无明显弹性阶段,部分愈合重塑土体具有较小范围的弹性变形阶段;部分重塑土体的抗剪强度大于原状土体,原状土体的抗剪强度大于完全重塑土体.     

密实度对砂卵砾石料强度及变形特性的影响

为研究试样相对密度对砂卵砾石料强度及变形特性的影响,对4组不同相对密度的砂卵砾石料进行不同围压下的中型三轴固结排水剪切试验。试验结果表明:在试验的相对密度范围内,随着围压增大,相对密度小的试样应力应变曲线硬化特征逐渐明显,而相对密度大的试样无论围压大小,应力应变曲线都呈应变软化型;试样在剪切过程中均表现出不同程度的剪胀性;试样抗剪强度指标φ和φ0随着试样相对密度Dr增大而增大,c和Δφ随Dr增大而减小,并建立了试样抗剪强度与相对密度的函数关系式;割线模量、切线体积模量都随Dr增大而增大,可近似用线性关系表示。     

基于Ps值的软土抗剪强度指标选取研究——以武汉长江Ⅰ级阶地为例

对武汉长江Ⅰ级阶地多个典型基坑工程软土进行静力触探试验以及各种试验条件下的抗剪强度试验,通过500多组试验数据分析了Ps值与抗剪强度指标之间的相关性,得到了回归拟合曲线方程。结果表明,武汉长江Ⅰ级阶地软土抗剪强度指标与Ps值具有较好的相关性。利用Ps值根据拟合曲线方程计算各种试验条件下的抗剪强度指标,同时使用有限元方法建立深基坑三维数值分析模型,通过支护桩水平位移模拟值与实测值的对比分析,得出使用三轴固结不排水抗剪强度指标更符合实测结果。所建立的回归拟合曲线方程为武汉长江Ⅰ级阶地软土抗剪强度指标的获取提供了一个简单易行的方法。     

固结应力状态对超深厚覆盖层深埋砂土动强度参数的影响

在室内固结不排水动三轴试验基础上,对较低有效固结应力到较高有效固结应力范围内超深厚覆盖层深埋紧密砂土的动强度特性进行了研究,重点研究了固结应力状态对动强度参数的影响。结果表明:(1)有效固结围压力对抗液化动剪应力比有明显影响,其影响随土类和相对密度的不同而不同,有效固结围压力越增大,抗液化动剪应力比越减小,相对密度越大,这种效果越明显;(2)有效固结应力比的影响规律比较复杂,在有效固结围压力较低时,抗液化动剪应力比随有效固结应力比的增大而越大,相对密度越大,这种效果越明显;在固结应力较高时,随有效固结应力比的增大,抗液化动剪应力比可能增大,也可能减小,主要取决于相对密度和有效固结应力比的大小;当紧密砂土在较高的有效固结应力下呈现剪胀时,抗液化动剪应力比随有效固结应力比的增大而增大;当紧密砂土在较高的有效固结应力下呈现剪缩时,抗液化动剪应力比随有效固结应力比的增大而减小;(3)对于中密和紧密砂土,在由剪胀到剪缩状态转变的过程中,存在一个剪胀与剪缩分界的临界固结应力状态,其对应的临界有效固结围压力随相对密度的增大而增大。     

淤泥轻量土抗剪特性及其细观结构变形研究

为了深入探究淤泥轻量土的抗剪特性及其细观结构变形机理,采用室内单轴压缩试验、三轴剪切试验与ABAQUS有限元数值模拟相结合的方法,通过对比细观模拟监测结果与试验成果,系统分析了不同水泥掺量、围压、EPS掺量及其粒径对淤泥轻量土的抗剪强度特性及细观变形的影响。结果表明:①EPS颗粒掺量对淤泥轻量土的破坏应变及其屈服强度峰值有显著影响。②高水泥掺量对其强度特性及结构变形有重大影响,但其破坏应变受其影响不大,试验结果中破坏应变最大仅相差0.5%。③EPS颗粒定点位监测的数值模拟结果表明,在相同条件下,三个点位的EPS颗粒变形及其应力应变关系并不相同,上点位应变值最大,下点位比上点位的应变值平均小约1.5%。另外在一定的压力范围内,试样破坏之前EPS颗粒在土体内发生的位移并不明显,与试样土体的位移仅差0.15 mm,变化速率与室内试验结果一致。     

筑堤清滩土石料大型抗剪强度试验研究

以广东省韶关市某中小河流治理工程的清滩土石料为研究对象,开展室内大型三轴剪切试验和大型直剪试验,研究不同试验方法下清滩土石料的抗剪强度特性。大型三轴剪切试验结果表明,清滩土石料强度随着应变的增加逐渐增加,无明显峰值强度,为弱硬化型,同时抗剪强度随着围压的增大而增大,体应变呈剪缩型变化;大型直剪试验结果表明,土石混合料在不同垂直压力下均具有一定的峰值强度,呈现微弱的应变软化特性;不同试验方法确定的清滩土石料抗剪强度参数对比结果为,大型三轴剪切试验所得到的抗剪强度参数最大,大型常规直剪试验次之,大型叠环式剪切试验最小。研究成果表明,清滩土石料具有较好的抗剪强度,防渗处理好后可作为较好的筑堤材料。     

高应力状态下堆石料工程特性试验研究

通过对堆石料开展高应力状态的静力三轴试验,研究了孔隙率、级配及应力状态对其力学特性指标的影响。试验结果表明:随着堆石料孔隙率的降低以及级配的改善,堆石混合料的力学指标得到明显的提高;堆石料在高应力状态下的抗剪强度指标和本构模型参数均会差异于其在中等应力条件下的抗剪强度指标和本构模型参数;对整理出的"邓肯"模型参数和"南水"双屈服面模型参数分别进行了参数反馈分析,反演分析结果显示,涉及到应力参数的拟合性要明显优于体变参数;母岩岩性好、密度较高的堆石料应力应变曲线呈应变软化性,导致拟合曲线峰值与试验实际破坏峰值会相差较大,宏观表现为模型参数Rf值会较小,而且这种现象随着围压越高越明显。     

原状与重塑粉土固结不排水剪切特性的对比试验研究

利用应变控制式静力三轴剪切仪，对3组原状饱和粉土试样进行了不同围压下固结不排水剪切试验；在此基础上，又采用干装法和控制固定含水率的湿装夯实法制备了相同干密度的重塑饱和粉土试样，对两种方法制成的试样进行了同样的对比试验研究。通过对原状试样与不同成样方法的重塑试样的应力-应变关系、应力路径、抗剪强度指标等试验结果的对比分析，探讨了两种室内成样方法制备重塑试样的试验结果与原状试样结果的差别及其产生的原因。试验结果表明：在3组对比试验中，两种重塑样之间、重塑样与原状样之间的应力-应变关系和应力路径均差异较大；湿装重塑样的抗剪强度指标均低于干装重塑样，两种重塑样抗剪强度指标均低于原状样。固结后的密实程度并不是导致试验结果差异的根本原因。原状样和重塑样固结过程的孔压消散曲线及正常固结线均有所不同，说明原状样和重塑样的结构不同，是导致试验结果不同的根本原因。