加、卸荷应力路径对粉土应力-应变关系影响的试验研究——基于平面应变条件

采用新型平面应变仪进行竖向加荷试验与侧向卸荷试验,探究加、卸荷路径对粉土应力-应变关系的影响,结果表明:加、卸荷路径下,粉土的应力-应变曲线明显不同;卸荷路径下,试样发生破坏时的偏应力和应变明显小于加荷路径;侧向卸荷路径下,试样的极限竖向应变随着初始固结应力的增大而增大。     

考虑坑侧堆载基坑开挖土体应力路径试验研究

基坑开挖过程中,基坑坑侧各区域土体受到不同程度的卸荷或堆载作用,从而呈现出复杂的应力路径。因此,开展了常规三轴固结不排水剪切试验、K₀固结不排水剪切试验、K₀固结侧向卸荷试验和K₀固结侧向卸荷轴向加荷试验等不同的应力路径试验,来研究基坑开挖前后基坑坑侧土体的不同应力路径变化情况,比较分析了各应力路径条件下土体的抗剪强度、应力应变的变化情况,归纳了基坑开挖前后复杂应力路径条件下土体的应力变形及强度特征。研究表明,在不同的应力路径条件下,土体所对应的应力变形及强度参数,具有明显的差异性;软黏土在不同的侧向卸荷应力路径情况下,应力应变曲线均呈现应变软化型,且侧向卸荷对土体强度影响较大,坑侧堆载引起的轴向加荷对土体强度变化也有一定影响。     

粘性土的卸荷应力路径试验研究

通过室内模型加荷试验,对微型土压力盒在粉质粘土中的应力微应变关系参数进行校正。然后进行加卸荷试验,确定测试土样的静止土压力系数和卸荷土压力系数分别为0.38和0.33。取模型内试验土样进行三轴应力路径试验,按模型试验测定的加荷侧压力系数进行K0固结,然后按轴向和侧向卸荷比3∶1进行卸荷试验得到测试土样的卸荷应力应变曲线,对其进行双曲线拟合后,得到卸荷变形模量,从而为基坑、隧道等开挖卸荷工程计算回弹变形提供依据。     

侧向卸荷条件下软土典型力学特性试验研究

 针对侧向卸荷条件下软土变形、强度、蠕变等典型力学特性,选取珠三角洲相沉积的典型灰黑色淤泥质软土进行室内三轴试验研究。试验结果表明：侧向卸荷条件下的应力–应变规律呈应变硬化现象,可采用平均应力进行归一;土样在侧向卸荷条件下进行不排水剪切时会产生负的孔隙水压力,使得有效应力强度反而低于总应力强度,与轴向加荷条件下的强度规律不同;侧向卸荷条件下的初始卸荷模量小于轴向加荷条件下的初始卸荷模量,与平均固结压力呈线性关系;任一时间的卸荷变形模量仍可表示为切线模量,并可通过试验成果推导得出;侧向卸荷条件下软土蠕变变形比轴向加载显著,即使在偏应力不大时仍占总变形的较大比例;应变率随时间的下降呈较好的双对数线性关系,可以建立考虑剪应力水平对初始应变率影响的线性经验公式来估算某级荷载下应变率随时间的发展。     

含水量对软土无侧限变形影响的试验研究

在基槽开挖、基坑的放坡开挖或隧道掘进过程中,临空面附近的土体将发生应力卸荷,其土体由此产生较大的侧向变形,软土表现尤为明显。为了研究此类无侧限条件下软土的变形问题,采用了由常规固结仪改装而成的无侧限压缩试验仪,对原状软土及重塑土进行无侧限压缩试验。试验结果表明,每级荷载施加后,试样均表现出衰减蠕变的特征;与侧限条件相比,无侧限条件下的压缩应变率大大增加;此外,含水量和轴向应力对软土的变形均有很大的影响。通过试验数据拟合,得出了软土应变随含水量和轴向应力的变化关系。     

黄土有侧限单向压缩试验及应力—应变关系的探讨

一、概述土的单向压缩试验,是在保持侧向应变为零的条件下对试样施加轴向压力,因此,变形是一维的。试验结果可以得到在总应力条件下,单向压缩的应力—应变关系及“静止侧压力系数”,并可计算泊松比、有侧限体积压缩模量及回弹模量。同时还提出了应力—应变关系的拟合和计算参数,经验证明计算值与实测值较近。该试验具有方法简单直观,便于操作,且加、卸载无滞后现象。     

用螺旋板载荷试验确定土的非线性变形模量

<正> 1.概述土的应力-应变关系是土性状的重要标志之一。不同的土类(砂类土或粘性土),不同的物理状态(密度或稠度),不同的土粒组构(絮凝型的或非絮凝型的),不同的试验方法(应变控制加荷或应力控制加荷),以及不同的应力环境(周围压力或起始剪应力)等都会影响土的应力-应变关系的变化。而衡量应力-应变关系的重要指标是土的变形模量。所以,从某种意义上讲,要了解土的应力-应变关系,就要了解土的变形模量。由于影响土变形性状的因素     

残积红粘土的力学特性试验研究

通过对某建筑工地地基土的单轴固结压缩和固结不排水三轴剪切试验研究,得出了其地基土—残积红粘土的固结压缩特性,以及原状土和重塑土在不同围压下的破坏形式的变化,主应力差(σ1-3σ)和有效应力比(1σ′/σ3′)与轴向应变ε之间的关系,原状土和重塑土的孔隙水压力和轴向应变ε的关系等一系列的力学特性。     

压力型锚索承载板前砂浆体破坏机制试验研究

压力型锚索承载板前砂浆体抗压承载力是影响压力型锚索整体有效性的重要因素之一。为了研究砂浆体的强度,设计了一个自适应多向应力加载装置,在单向试验机上按实际受力条件模拟了锚固砂浆体的受压破坏过程。带孔圆柱形砂浆体的配合比、尺寸和开孔基本按实际条件制作,根据相关理论和试验研究,确定了试件侧表面上正应力和剪应力的取值范围,以此为依据对受压试件施加侧向正应力和剪应力,得到了多组试件的抗压强度和应力应变关系,分析了试件的破坏形态。试验结果表明,砂浆体在侧向压力和表面剪应力共同作用下,其受力情况比单轴条件下更好,抗压强度有明显提高,提出了经验公式用于计算这种有利作用。公式的预测结果与现场试验结果进行了对比,提出了岩石强度与侧向压力对应关系的建议。     

残积红粘土的力学特性试验研究

通过对某建筑工地地基土的单轴固结压缩和固结不排水三轴剪切试验研究，得出了其地基土—残积红粘土的固结压缩特性，以及原状土和重塑土在不同围压下的破坏形式的变化，主应力差（α1-α3）和有效应力比（α1′／α3′）与轴向应变ε之间的关系，原状土和重塑土的孔隙水压力和轴向应变ε的关系等一系列的力学特性。     

考虑地下水位影响的砂井地基强度增长计算

 为深入了解真空联合堆载预压条件下深厚吹填软土地基强度增长的实际规律,基于有效应力原理和应力路径法对地基的强度增长机制进行定性分析,分析结果表明：地下水位线以上土体的强度增长规律和地下水位线以下的土体的强度增长规律是不尽相同的。鉴于此,考虑地下水位的影响,基于有效应力唯一性理论推导出砂井地基强度增长解析解。最后,以珠海港高栏港区某软基处理工程为依托,基于该解析解对真空联合堆载预压恒载过程中土体超静孔压消散稳定后的地基强度增长情况进行计算,并分别与室内无侧限抗压强度试验结果和三轴压缩试验结果进行对比分析,分析结果表明：按不排水剪强度考虑时,不同深度土体强度增长量的计算值与实测值之间的平均误差为8.0%;而按破坏面上的强度考虑时,不同深度土体强度增长量的计算值与实测值之间的平均误差为3.2%。因此,该解析解的计算值与实测结果较为吻合。     

灵敏性粉土的压缩及触变特性研究

山西汾河一级阶地的饱和粉土大多具有灵敏性,使得其强度和变形性质在扰动前后差别很大.为了研究灵敏性粉土的压缩及触变特性,对探井取样的原状土和重塑土样进行了一维固结压缩试验和无侧限抗压强度试验.试验结果表明,原状土加载到结构屈服应力处,沉降量突增,固结系数突增,主固结比突降,次固结对沉降的贡献开始上升;原状土与重塑土的差异...     

大理岩加卸荷破坏过程的能量演化特征分析

 根据大理岩加荷破坏与卸荷破坏试验结果,研究大理岩不同应力路径下的破坏特征和能量演化规律。结果表明,常规三轴破坏岩样吸收总能量 高于单轴压缩吸收总能量,峰值强度后常规三轴弹性应变能释放比单轴缓慢,储能极限高于单轴压缩的储能极限。随着卸荷初始围压升高,岩样峰值强度和峰值应变增大,破坏形式由张拉–剪切破坏向剪切破坏过渡,岩样在峰值强度处吸收的总能量 和弹性能 增大,耗散能 却没有明显变化,围压对峰值强度处的 和 无明显影响。卸荷速度增大,岩样峰值强度和峰值应变减小,破坏形式由剪切破坏向张拉–剪切破坏过渡,岩样在峰值点处吸收的总能量 和弹性能 减小,耗散能 却没有明显变化,卸荷速度对 和 无明显影响。加荷与卸荷2种应力路径下,岩样在到达峰值强度时所吸收的总能量和储能极限都与峰值强度呈线性关系。     

三轴应力下塑性混凝土应力应变关系试验研究

通过4组塑性混凝土的单轴和常规三轴压缩应力应变全曲线试验,研究了三轴应力下塑性混凝土应力应变关系.结果表明：在围压作用下,塑性混凝土轴向应力应变曲线与单轴压缩下的曲线差别明显,主要表现为直线上升段很短,曲线上升段较长,无明显峰值点,下降段较平缓.利用割线模量表征塑性混凝土三轴应力下应力应变曲线上升段的主要变形特征,分析了影响割线模量的主要因素,建立了割线模量与围压、单轴抗压强度和弹性模量之间的关系式.研究了塑性混凝土三轴应力下峰值应变随围压、单轴应力下抗压强度及峰值应变的变化规律,并建立了相应的关系式.全面分析了塑性混凝土单轴及三轴作用下应力应变曲线特征,通过归一化处理后,拟合出常规三轴应力下塑性混凝土轴向应力应变关系式.     

含充填物的厚壁圆筒砂岩的力学性质研究

基于单轴和常规三轴压缩试验,采用完整试样、空心及铝棒充填的厚壁圆筒试样,模拟研究支护对圆形巷道的强度、变形和破坏特征的影响。结果表明:充填试样和完整试样的单轴压缩强度和弹性模量大致相同,而厚壁圆筒试样的强度和弹性模量则偏低31.8%和22.4%;厚壁圆筒试样三轴压缩时出现沿圆周层状破坏,其剪切面积随着围压的增大而减少,围压40 MPa时出现明显塌孔;充填试样进入塑性屈服阶段后,充填物才会对试样的力学性质产生明显影响;充填物改变了孔道内部应力状态,使孔道内壁由原来的二维应力状态恢复到三维应力状态,抑制了孔道内壁的侧向变形,防止自由面岩石的脱落;岩石破坏并不代表承载能力消失,充填试样岩石破坏后失去黏结力,载荷主要通过充填物与岩石、岩石裂隙之间摩擦力共同承载。     

三轴应力下再生粗骨料塑性混凝土的力学性能和破坏准则

通过单轴、侧压相等和侧压不等三轴压缩试验,研究了再生粗骨料塑性混凝土(RPC)的应力-应变-强度特征,与原生粗骨料塑性混凝土(PC)性能进行了对比,并建立了基于空间八面体的强度破坏准则.结果表明:再生粗骨料塑性混凝土强度与围压的关系符合库伦破坏准则,其黏聚力低于原生粗骨料塑性混凝土,内摩擦角相差不大;再生粗骨料塑性混凝土应力-应变曲线由单轴下应变软化转变为三轴下塑化,且侧压越大,理想塑化越明显;在3种试验下,试件均出现了最大体应变,且随着侧压的增加而增大;再生塑性混凝土抗裂性能高于原生粗骨料塑性混凝土,且随侧压增大而增强.     

Estimation of In-Situ Undrained Strength of Soft Soil Deposits by use of Unconfined Compression Test with Suction Measurement

Unconfined compression tests have been widely used in Japan for the purpose of determining undrained strengths of clay samples, but the unconfined compressive strengths are usually scattered even if specimens tested seem to have been subjected to the same stress history. This is due to the characteristic of the test itself, which is performed under unstable confining stress given by capillary pressure of the sample itself. In order to make clear the cause of scattering of measured strengths, three series of tests simulating the process from sampling to unconfined and triaxial compression tests on saturated soil samples are performed with three remolded and three undisturbed clays together with an undisturbed peat, and the influence of stress release and mechanical disturbance of the test specimen on the undrained strength is examined. Based on the test results, a practical method for estimating the in-situ undrained strength of soft soils from the results of a routine unconfined compression (UC) test together with suction measurement is proposed. From comparisons of the undrained strength profiles estimated by the proposed method with the strength profiles obtained by in-situ sounding test, it is found that the strength obtained by UC test can be reasonably corrected to estimate the in-situ undrained strength of soft soil deposits.     

三维胶结结构性土UH模型

为反映胶结对结构性土剪切最终应力比以及剪胀规律的影响,将p–q坐标中静态的临界状态线(CSL)扩展为与CSL平行并随结构性衰减而从左侧移向CSL的动态临界状态线(MCSL),构造与MCSL匹配的屈服面和剪胀方程,从而将以考虑加载体积垮塌为主的结构性土统一硬化(UH)模型扩展为能考虑胶结影响的胶结结构性土UH模型。在此基础上,应用变换应力三维化方法,将所提模型应用到三维应力空间。相对于结构性土UH模型,三维胶结结构性土UH模型增加了1个模型参数描述初始胶结程度。该参数可由无侧限压缩试验近似确定。通过4种结构性土的试验结果与模型预测对照表明,三维胶结结构性土UH模型能够较合理地反映受胶结影响的结构性土等向压缩、常规三轴剪切与真三轴剪切等特性。     

High-Strengthening of Cement-Treated Clay by Mechanical Dehydration

A technique called the cement-mixing and mechanical dehydration method (CMD) as one of recycling techniques for soft clay slurry is developed. In order to evaluate the effectiveness of the CMD for increasing the strength of soft clay, a series of unconfined compression tests and several durability tests were performed together with the literature review of unconfined compressive strength in cement-treated soils. Moreover, a series of constant strain rate consolidation tests were also performed to evaluate the effects of cement content and dehydration speed on the permeability of cement-treated clay. The following conclusions are obtained: 1) Literature review and theoretical considerations on the shear strength of cement-treated soils show that an additional treatment for the purpose of increasing the density of cement-treated specimen is effective for increasing the shear strength of cement-treated soil. 2) The mechanical dehydration of soft clay with high pressure is accelerated by cement mixing, where the coefficient of consolidation of cement-treated clay increases as the cement content increases. 3) The high-strength specimen having the unconfined compressive strength of more than 20 MPa can be created from soft clay treated by the CMD with the cement content of over 20% and the dehydration pressure of 20 MPa.     

含水量变化对红粘土变形和强度特性的影响研究

对击实后的红粘土土样在饱和前、饱和后进行了三轴剪切试验和无侧限抗压强度试验,研究其抗剪强度特征的变化规律。针对原状土样和重塑土样在脱湿或加湿过程中无侧限抗压强度的变化进行了研究。研究表明,在脱湿过程中,土体的抗剪强度逐渐增大,而且原状土的应力应变关系曲线一般呈应变软化的特点,而重塑土的应力应变关系曲线则一般呈现硬化的特点;在加湿过程中,原状土无侧限抗压强度峰值并不明显。分析表明,脱湿过程或加湿过程中土样强度随含水率的变化是显著的。