尺寸效应对砂土标定土压力盒匹配系数的影响研究

土压力盒在土工试验中测量土压力时起着非常重要的作用。通过室内砂标试验,分别采用直径为200mm、300mm、350mm和400mm的试验桶对电阻式土压力盒(直径为35mm)进行了标定,探讨了试验桶的尺寸效应对土压力盒的影响。研究结果表明:在相同加载量下,不同尺寸的桶内土压力盒的微应变不相同,400mm桶内土压力盒的微应变较小,另外三个桶内土压力盒的微应变变化不规律。通过分析匹配系数得出,当桶径为土压力盒直径的8.5倍左右时,土压力盒的匹配系数更接近1,匹配误差最小,仅有3%;当桶径尺寸过大或过小时,匹配误差较大,最大可达37%。通过位移计的测量结果分析了应力历史对土压力盒匹配系数的影响,随着加卸载次数的增加,砂土由开始的松散状态逐渐趋于密实,砂土的压缩模量逐渐增大,匹配系数逐渐减小,最后接近于1。

砂土介质振弦式土压力盒标定试验

由于土压力盒材料与砂土在物理力学性质上的差异,在刚性加载砂标试验中土压力盒受力面易出现拱效应、应力重分布和应力分散等问题,导致刚性加载在很多砂标试验中的适用性较差。针对上述问题,基于缩小加载面积和介质空间的思路设计出新型的砂标试验方法——应力集中砂标法。采用刚性加载试验法和应力集中砂标试验法对3种不同规格的土压力盒进行室内标定试验,将2种试验法获得的标定结果与厂家气标结果进行对比。结果表明:新型试验方法获得的标定曲线离散率均较低,标定结果满足室内试验的精度要求,具备现场应用价值;刚性加载试验标定结果相较气标值偏小,而应力集中砂标法的标定结果相较气标值偏大,表明在质地松软、颗粒孔隙率较大的砂标试验环境中,应力集中砂标法具有更强的适用性。