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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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.

非饱和路基粘土强度与变形特性的三轴试验研究

压实的路基填土一般处于非饱和状态。然而目前路基设计方法一般是基于经典的饱和土理论,没有反映出路基土的本质。为了模拟路基边坡的慢速失稳破坏,进行了不同围压下控制吸力的固结排水三轴试验,研究了非饱和路基粘土的强度与变形特性。结果表明：非饱和路基粘土的应力~应变曲线均有明显的峰值,变形模量和偏应力峰值均随吸力的增加而增大,峰值过后呈现出明显的应变软化现象;相同吸力下,围压越大,偏应力峰值越高;不同吸力下,随着吸力的增加,表观粘聚力逐渐增大,但是这种增大关系是非线性的,而有效内摩擦角有所减小,但变化不大;非饱和路基粘土试样在剪切过程中一般表现为剪缩。

电子万能试验机在三轴试验中的应用

通过在微机控制电子万能试验机上进行三轴固结不排水试验,并和常规的固结不排水三轴试验进行比较,得到了在电子万能试验机进行试验相对便利的结论。

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。

改性污泥复合材料时间效应三轴力学特性试验研究

采用水玻璃、生石灰和絮状木质纤维作为污泥改性剂对城市污泥改性后,在不同养护龄期和不同改性剂配比下对改性污泥复合材料开展三轴固结不排水力学强度和破坏特征试验研究。改性剂设置3种配比5%、10%和15%,在相同围压下,养护5 d改性污泥复合材料破坏强度相对于原污泥相应地提高到1.25～1.426、1.12～1.33、1.2～1.5;养护10 d分别提高到1.33～1.45、1.154～1.35、1.56～1.67,改性剂配比5%和10%试验比15%硬化速度较快。养护10 d改性污泥在主应力差为20 kPa时,初始切线模量发生很大的突变,并且10%和15%组有3%～5%应变延时期。养护10 d时5%和10%配比的试样内摩擦角?值大于15%配比的试样,而黏聚力c值明显小于15%配比的试样。基于Konder应力-应变双曲线方程,利用主应力差渐近值作为归一化因子,建立改性污泥在三轴固结不排水条件下的主应力差-应变关系方程。

加载速率对密砂应力-应变特性影响的试验研究

【目的】砂是一种常见的建筑材料,在水利水电工程、交通、海洋和其他土木工程中应用广泛。在不同的工程应用中,砂土经受不同的加载过程和加载速率。因为加载速率效应,砂在相同幅值荷载作用下产生的变形有一定差异。这项研究旨在深入了解不同应变速率三轴剪切条件下砂的应力应变特性。【方法】采用相对密度为0.9的密砂,开展了一系列三轴固结排水剪切试验,在两种不同围压(750 kPa和2000 kPa)下对试样进行固结后,分别采用三种不同的常应变速率(0.00625%/min,0.0625%/min和0.625%/min)进行应变控制排水剪切。根据试验数据,绘制了应力-应变关系发展曲线,分析了应变速率对砂土偏应力和体积应变演化的影响。【结果】结果表明,在本试验采用的恒定应变速率和围压条件下,密砂在轴向应变约为2%时将发生屈服。屈服前,相同轴应变增量对应的土样偏应力增量和体积应变增量对剪切速率比较敏感,特别是体积应变,即加载应变速率较小时获得的土样剪应力较低,但体积应变(收缩)发展量较大。【结论】在屈服前,砂土的模量随着加载速率的增加而增大;但是屈服后,当加载达到大应变(ε1=15%)条件时,应变率对砂土应力变形的影响不明显。另外,在相同围压下,以不同应变率加载的砂样在加载过程中的应力比(q/p)-偏应变关系呈现出一致性。该研究可以提高对砂土力学特性的认识,并为砂土地基上的结构设计和安全评价提供参考。