主应力轴变化下非共轴对砂土剪胀特性影响

传统塑性剪胀模型在描述应力比和塑性应变增量关系时都是基于共轴塑性流动法则,从而认为土体的剪胀性仅与应力比有关。大量试验结果表明,在涉及主应力轴变化的复杂应力条件下塑性流动过程中应力-应变是非共轴的,因而在分析砂土剪胀特性时非共轴是不可忽视的因素。为了研究主应力轴变化的复杂应力条件下非共轴对砂土剪胀特性的影响,利用空心圆柱仪对饱和砂土进行了一系列定轴剪切试验、纯主应力轴旋转试验以及组合加载试验。试验结果表明,不同应力路径下应力-应变非共轴都会引起剪胀曲线偏离Rowe直线,通过Gutiereez提出的考虑非共轴因子的修正剪胀方程可以修正非共轴引起的偏差,从而使得Rowe剪胀方程适用于涉及主应力轴旋转等更加复杂的加载条件。

主应力轴变化下各向异性钙质砂的定轴剪切特性

为探究各向异性南海钙质砂的剪切特性,利用GDS空心圆柱扭剪仪,通过不同大主应力方向上的定轴剪切试验,对比分析了钙质砂和石英砂的原生各向异性,揭示了原生各向异性对强度和孔压的影响。结果表明:钙质砂和石英砂在强度上均表现出各向异性,随着大主应力方向角?(大主应力方向与竖直方向夹角)的增大,强度先降低后增加,在?=70°时最低;钙质砂原生各向异性更为显著,不同大主应力方向上钙质砂的强度变化幅度约为石英砂的1.4~1.5倍;钙质砂和石英砂破坏时的孔压值都随着?的增大而增大,破坏时的状态也都由趋于剪胀逐渐向趋于剪缩变化;与石英砂不同的是,钙质砂破坏时亨开尔孔压系数的最大值出现在?=70°,而非?=90°;钙质砂各应变分量开展程度在不同大主应力方向上表现出差异性,破坏时的径向应变随大主应力方向角变化幅度最小,破坏时的扭剪应变随大主应力方向角变化幅度最大。