重塑软黏土固结排水三轴试验和本构模型研究

通过室内固结排水三轴剪切试验,分析了重塑饱和软黏土在固结排水条件下三轴剪切过程中的力学特性和变形特征。基于硬化参量与应力路径无关的基本假定,根据曲线积分中的格林公式,构建了新的屈服方程,并建立了一个适合于重塑饱和软黏土的本构模型。采用MATLAB软件编写计算程序,利用新建的重塑软黏土本构模型,对所采用的重塑软黏土和文献报道的Fujinomori黏土的固结排水三轴剪切试验进行理论计算。将试验结果和理论计算结果进行对比,可得出结论:新建的本构模型理论计算结果与重塑饱和软黏土的固结排水三轴试验结果较为吻合,可以较好地描述重塑软黏土在排水条件下的强度与变形特征。

粘土固结不排水三轴连续剪与分级剪试验的对比

对15组粘土分别进行分级剪与连续剪试验,分析、对比、统计检验试验数据得出,两种方法所得的抗剪强度参数C、及C′、′无显著差异,而连续剪所得的C值与分级剪所得的C′值有一定的差别。只有通过对连续剪所得的C值进行适当修正,粘土的固结不排水连续剪切试验结果才更加接近分级剪切试验结果。

土体三轴试验固结过程解析解

三轴试验是获取土体强度和应力变形特性的一个重要室内试验手段。三轴试验中,排水固结阶段试样的孔压消散及固结完成情况是非常重要的两个核心要素,它是进行后续剪切试验的基础和依据。基于等应变假设,推导了土体三轴剪切试验排水固结过程的解析解,以用于分析整个排水固结过程的孔压消散和固结完成程度。针对室内三轴固结排水(CD)试验,利用所推导的解析解对其排水固结过程的孔压和固结度进行了验算对比。结果表明,解析解计算得到的固结度和孔压消散曲线与室内三轴剪切试验的相应曲线吻合得较好,说明解析解可应用于三轴剪切试验排水固结过程分析。

中外规范下三轴固结不排水试验的对比研究

本文研究了国标(GB/T 50123-1999)、英国标准(BS 1377)和美国标准(ASTM)三轴固结不排水试验(CU)的差别。选取天津地区的三种粘性土进行三轴CU试验,结果显示:三种中外规范下粘性土的抗剪强度指标差别不大,国标的抗剪强度指标略小于英标和美标的抗剪强度。

软黏土三轴固结不排水剪试验数据处理方法

三轴固结不排水剪(CU)试验的传统数据处理方法是根据破坏标准所确定的值直接绘制摩尔圆包线,确定土样的抗剪强度值。当遇到土性不匀或试验中某一试样扰动给试验带来误差时,其摩尔圆包线很难确定。归一化法、数值关系法、相关法3种特殊的试验成果处理方法,能更准确地确定CU试验的结果。

一个试样多级加荷三轴固结不排水剪试验研究

经过宁波、温州百余组软黏土一个试样多级加荷三轴固结不排水剪试验(简称多级剪)和常规多个试样试验(简称多样剪)的对比研究,表明对有剪切滑动面的软黏土两者差别较大;而对无剪切滑动面的软黏土在掌握一定试验经验和技巧下,可用多级剪代替。

软土的不同固结度三轴固结不排水剪切试验浅析

软土对地基稳定性影响很大。软土工程性质较差,会对地基的稳定性产生不利影响。通过研究某人工岛项目软土的不同固结度三轴固结不排水剪切试验强度,得知随着软土固结度的增加,其三轴固结不排水剪的有效应力粘聚力和内摩擦角也逐渐增加。

三轴不固结不排水压缩试验的思考

本文将《土工试验方法标准》(GB/T50123-1999)中介绍的三轴不固结不排水压缩试验(UU试验)方法同土力学教科书相关内容进行对比分析,指出它们之间的差别,并结合工程实践,提出笔者的观点。

固化黄土力学特性三轴试验研究

为进一步认识固化黄土的力学特性,以郑州地区黄土为试验材料,制备不同固化剂掺量的试样,并在标准养护条件下养护至试验龄期后饱和。应用GDSTTS标准应力路径三轴仪,开展固结不排水(CU)剪切试验,主要研究围压、固化剂掺量以及养护龄期对固化黄土力学特性的影响。试验结果表明:郑州地区固化黄土具有显著的结构性,其应力应变曲线呈现出应变软化特征,并可用驼峰型三参数表达式描述;同时,增大围压和固化剂掺量以及延长养护龄期,固化黄土的峰值应力及残余应力都增大、养护龄期超过一定时间后,其对固化黄土强度的影响趋弱。

K_0固结预处理的不固结不排水三轴试验研究

该文主要进行了不固结不排水三轴试验 (uu试验 )和K0 固结预处理的不固结不排水三轴试验 (K0 uu试验 )的试验研究。对K0 uu试验的应力应变关系曲线进行了归一化分析 ,在此基础上 ,建立了考虑K0 uu试验的非线性弹性本构模型。

粗粒土等压固结与K_0固结三轴试验比较

对某堆石坝覆盖层砂卵砾石料进行了不同干密度试样中型三轴试验,试验包括常规各向等压固结的三轴排水剪试验(CID试验)和各向不等压(K0)固结的三轴排水剪试验(CK0D试验),对试验结果进行对比分析,研究2种试验方法对试验结果的影响。结果表明,2种试验所得到的应力—应变关系曲线总体规律比较一致,大小略有差异,CK0D试验的剪胀性比CID试验明显;不同围压下,2种试验的偏应力峰值差异(相对峰值)平均幅值为3.9%;对应3种密度(2.17、2.22、2.40g/cm3),CK0D试验各围压下的平均内摩擦角分别比CID试验的内摩擦角大0.88°、0.48°、0.43°;随着密度增大,2种试验的强度均显著增大,且强度指标随密度近似线性增大。列出并比较了2种试验的邓肯模型参数,两者没有显著的差异。

黄土固结排水三轴试验研究

对原状黄土和压实黄土进行了固结排水三轴试验,求取Duncan-chang模型参数,以便用有限元法来计算分析黄土路堤变形特性,试验可能带来的误差包括橡皮膜顺变性、量测系统顺变性、试样饱和程度引起的误差及试样与端帽间的摩擦力。研究发现:在同一围压下,饱和原状土与非饱和原状土的曲线图相差不多,饱和原状土与非饱和原状土在较高围压时的(σ_1-σ_3)_f值也相差不多。在围压相同情况下,当剪压力相同时,饱和土的轴向应变较非饱和土的大。

南京地区粉土的不排水三轴压缩试验

通过全自动三轴仪进行了南京地区粉土的三轴不排水的试验,研究了围压和干密度对应力-应变曲线、孔隙水压力曲线和有效主应力比曲线的影响.试验表明:高围压状态下粉土试样呈现出弱应变软化型,而低围压状态下呈现出应变稳定型;低围压下试样在加载初期产生正孔隙水压力,随后产生负孔隙水压力,其后基本保持稳定;干密度越大,主应力差峰值越大,表现出较大的剪胀性,孔隙水压力易出现负孔隙水压力;干密度值较高时,土样处于密实状态,表现出剪胀特性,有效主应力比-应变曲线近于应变软化型;围压较低、干密度较大时,试样易表现出软化特征,试样出现剪切带破坏,强度明显下降.

基于摄影测量技术的三轴土样体积变化

以新型摄影测量技术为基础,借助最小二乘法和折射修正系数,修正了土样标记点坐标的计算结果,计算出土样变形的三维坐标,然后在MATLAB软件中使用边界函数法,计算出土样各部分体积的变化数据.根据该原理,对广西桂林饱和红黏土试样开展了不同围压下的三轴不固结不排水(UU)试验.试验结果表明:采用摄影测量法,完成了土样不同变形阶段下的“真实变形测量”,得到的土样偏应力比常规测量法得到的土样偏应力小了5.7%;利用新型摄影测量技术,获取了土样不均匀变形下的整体与局部体积变化数据,同时兼顾了测量与土样三维模型的还原,实现非接触式体积变化数据的测量.

砾质土钻孔灌砂工艺三轴试验效果研究

对砾质土心墙料渗透性较差的试样，若按传统方法进行三轴试验，要保证试样饱和、固结、剪切过程中排水充分，试验周期将很长，无论是从大型三轴试验仪设备性能还是试验时间上都是难以接受的。为提高三轴试验效率，研制改进了三轴排水工艺，并进行了三轴CD试验的验证。试验成果表明：1％-3％置换率的“砂井”，对加速三轴试样的饱和、固结排水和孔压消散等过程起到了显著的效果，试验效率提高了2～3倍，但对应力应变基本无影响；从无孔样到有孔样，c值具有离散性，妒值依次增加，但变化幅度不大；试样周边、顶底粘贴滤纸条，再结合试样内部钻孔灌砂，是改善三轴试验排水路径的一种科学合理的、有效简便的好方法，能够获得准确、可靠的抗剪强度指标和E-B模型参数。

砂土粒间胶结性对砂土力学性质影响的三轴实验研究

本文采用对砂土进行胶结的混合法,在砂土中掺入硅酸盐水泥制成不同水泥含量的人工胶结砂土试样,通过对试样进行三轴固结排水剪切试验,研究砂土颗粒间的胶结对砂土强度特性,应力-应变特性及体积变形特性的影响。研究表明,同一围压下试样水泥含量越高粗砂粒间的胶结越强,试样的峰值强度越大;但同一围压下不同水泥含量试样的残余强度接近相等。同一围压下,试样水泥含量越高砂粒间的胶结越强,试样的初始压缩模量越大,应变软化越明显。试样水泥含量越高粗砂粒间的胶结越强,在低围压下排水剪切时越容易发生剪切膨胀,低围压下排水剪切时的体应变也越大。

基于颗粒流离散元的黏性土三轴剪切试验数值模拟

通过对黏性试样进行室内三轴固结排水试验,研究黏性土体的工程力学性质,得到了试样土体的应力-应变关系曲线以及强度指标,基于颗粒流离散元法的原理,利用PFC3D软件建立三轴试样模型,并设定颗粒间的接触为接触黏结模型,通过颗粒流数值试验对细观参数进行标定,从细观角度对黏性土的工程力学特性做了一定的研究。对比了不同围压下数值试验与室内试验的应力-应变关系曲线,得到了较好的模拟效果。分析细观参数的变化对黏性土的应力-应变关系曲线的影响,得出边界条件、孔隙率、黏结强度、摩擦系数、接触刚度等细观参数的取值对黏性土的宏观力学性质有着显著的影响并对影响规律做了探讨,为今后的三轴试验颗粒流数值模拟提供了有价值的参考。

武汉软土固结不排水应力-应变归一化特性分析

基于武汉软土的固结不排水三轴剪切试验,分析了武汉软土的应力-应变关系特性:在低围压下,土体表现出稳定型或弱应变硬化型;在高围压下,土体呈现出弱应变软化型;土体的应力-应变关系曲线为典型的双曲线。为实现武汉软土应力-应变关系的归一化,基于典型的双曲线方程,从理论上推导了为实现应力-应变方程归一化而必须满足的归一化条件,并提出了用主应力差渐近值作为标准归一化因子。通过运用标准归一化因子和常用的以固结围压为归一化因子,对武汉软土应力-应变特性进行归一化分析和比较,得出用主应力差渐近值作为标准归一化因子,软土的应力-应变特性归一化程度更高,效果更好。同时,运用标准归一化因子,建立了武汉软土固结不排水条件下应力-应变特性的归一化方程。

非饱和重塑压实粘土的三轴剪切试验

为了研究潮湿多雨地区粘性土路基的压实特性,基于非饱和土理论,用非饱和土三轴仪,对不同粘土试样进行了不同围压下的三轴不固结不排气剪切试验,分析了压实度及剪切过程中孔隙压力对剪胀的影响。试验结果表明:剪胀与压实度、围压密切相关;当孔隙水压力为负时,孔隙气压力随剪胀和剪缩的变化而变化,而孔隙水压力总表现出先减小后稳定的趋势;当孔隙水压力为正时,孔隙水压力、气压力均随剪胀和剪缩的变化而变化,水压力、气压力曲线为两条相互平行的曲线。这一结论与以往剪胀、剪缩只与孔隙气压力有关的结论不同。