小应变原岩状态下应力路径旋转对剪切模量的影响

以重塑土经K 0固结形成的试样为试验对象,采用英国GDS公司生产的STDTTS+UNSAT(7 kN/1700 kPa)型号高级应力路径三轴测试系统,研究了在小应变范围内应力路径旋转对土体剪切模量的影响以及剪切模量随应变变化的趋势。研究表明,在小应变范围内,剪切模量的初始值随试验应力路径与近期应力历史间的夹角θ的增大而增大,当两者完全相反时,应力路径旋转对土体在小应变条件下的剪切模量影响最大;完全一致时,其影响最弱。而且,在小应变范围内,割线剪切模量总是大于切线剪切模量;当剪切应变采用对数坐标表示时,剪切模量随着剪切应变的增加而衰减,且衰减的规律都可以表示为带有两个拐点的反S型曲线,经分析验证本文所得公式3可以对此特性进行很好地反映;但应力路径、应变范围不同其衰减幅度不同。

小应变条件下应力路径旋转对剪切模量影响

以重塑土经K0固结形成的试样以及经K0固结后通过特殊应力路径达到特定应力状态的试样为对象,研究了在小应变范围内应力路径旋转对土体剪切模量的影响以及剪切模量随应变变化的趋势。研究表明,在小应变范围内:(1)剪切模量的初始值随试验应力路径与近期应力历史间的夹角θ增大而增大,当两者完全相反时,应力路径旋转对土体在小应变条件下的剪切模量影响最大;完全一致时,其影响最弱。(2)割线剪切模量总是大于切线剪切模量;剪切模量随着剪切应变的增加而衰减,且衰减规律保持一致,但应力路径、应变范围不同时其衰减幅度不同。在小应变条件下,土体表现出各向异性,但随剪切应变的增加而逐渐减小,最终表示为近似各向同性;同时由应力路径旋转对模量的影响也随着剪切应变的增加而逐渐衰减。

应力路径旋转对原状软黏土小应变特性影响的研究

采用GDS应力路径三轴仪对杭州原状软黏土开展了一系列不同应力比条件下的排水试验,包括三轴压缩和三轴伸长试验,主要研究p-q平面内应力路径旋转对K0固结原状软黏土小应变刚度和变形特性的影响。试验结果表明:三轴剪切条件下原状软黏土存在显著的小应变刚度特性,在广义剪应变小于0.01%时,小应变刚度变化较小,广义剪应变在0.01%~0.1%阶段,试样小应变刚度衰减最快,剪应变在0.1%时的刚度仅为剪切初始阶段的10%左右。归一化后的原状软黏土小应变刚度随剪应变变化规律可以近似采用指数函数拟合。应力路径旋转对原状软黏土小应变阶段的应力-应变关系及刚度特性都有显著的影响。三轴伸长和压缩排水剪切时,K0固结原状软黏土都发生显著的体缩变形,剪应力对原状软黏土体应变的累积影响更为显著。

应力洛德角旋转路径下粗粒土的力学行为

为研究应力空间中恒定的平均应力和偏应力条件下粗粒土的力学行为,采用自主研发的微摩阻大型真三轴仪,在同一个偏平面的多级偏应力条件下开展了三组旋转应力路径试验。试验过程中,调整应力洛德角在-30°~30°之间增减循环2次,覆盖了偏应力平面1/6范围,并由对称性而代表整个偏应力平面。在不同的应力比条件下,结合应力路径分析了体积应变、偏应变、应变洛德角与应变路径的演化规律。试验结果表明:首先,在恒定球应力与偏应力条件下,受应力洛德角影响,土体仍会发生明显变形。在应力洛德角的初次增加过程,土体发生弹塑性变形,随后的过程中,土体的偏应变、体积应变与应变洛德角均表现出滞回性。第二,在恒定的球应力与偏应力下,初始偏应变的斜率仍然随着偏应力的增加而增加。第三,随着应力洛德角变化,受初始应力比影响,土体可能从初始的稳定状态达到变形破坏状态。最后,提出了土的本构模型中需补充考虑的应变洛德角关系式。