K_(0)固结珊瑚砂的应力-应变模型及变形参数研究

珊瑚砂作为岛礁吹填地基的填料,在填筑期的应力路径具有K_(0)固结的特点。利用三轴试验系统对不同初始相对密度的珊瑚砂进行了一系列的K_(0)固结试验,研究了珊瑚砂的应力–应变特性,测试了珊瑚砂的K_(0)系数和颗粒破碎率。基于广义虎克定律,建立了幂函数形式的非线性弹性模型来描述K_(0)固结珊瑚砂的应力–应变关系,提出了变形参数的函数表达式,并将模型计算结果与试验曲线进行了对比。结果表明:K_(0)固结珊瑚砂的应力-应变关系可用幂函数表示。随着轴向有效应力的增加,K_(0)减小,颗粒破碎率增大。在相同的轴向有效应力条件下,珊瑚砂的初始相对密度越小,K_(0)越大,颗粒破碎率越高。在K_(0)状态下,随着轴向有效应力的增加,珊瑚砂的切线模量增加,切线泊松比减小。珊瑚砂的初始相对密度越大,相同轴向有效应力下的切线模量越大,切线泊松比越小。幂函数模型合理地预测了一定应力范围内K_(0)固结珊瑚砂的应力–应变关系,模型及变形参数反映了K_(0)固结的应力路径对应力–应变关系的影响。

三轴仪K_(0)系数测量与应力路径试验功能的研发

上海交通大学自行研制组装的高精度小应变新型三轴仪(以下均简称为新三轴仪)采用了内置轴压三轴室,集成了程序自动控制的应力、应变式加载功能以及线性差动变压器(Linear Variable Differential Transformer,LVDT)测量小应变功能.本文在此基础上进一步进行拓展,使其具备了测量土样K_(0)系数和沿q-p(q为偏应力,p为平均主应力)应力空间任意方向进行应力路径剪切试验的功能.首先简要介绍三轴仪的研发历史,然后对K_(0)系数测量和应力路径试验两大新功能的控制程序算法进行详细说明,接着对上海深部软土进行K_(0)系数测量与应力路径试验并对结果进行简要分析,对新功能的可靠性进行了验证.所研发新三轴仪的经验可为土工仪器设备的研发提供参考.

软土地基基坑挡土结构设计参数经验公式

土压力系数和土的水平抗力比例系数是基坑挡土结构设计的重要计算参数。土压力和土的水平抗力是与土的物理力学性质和挡土结构刚度、支撑、位移有着密切关系。本文通过挡土结构原位测试的实测土压力与挡土结构位移,经反分析逐一叠代得到的土压力系数与土的抗剪强度内摩擦角和土的水平抗力比例系数与挡土结构位移、土的抗剪强度内摩擦角,采用数理统计和相关关系分析方法,建立的土压力系数和水平抗力比例系数经验公式,对深基坑支护设计具有实用意义。

超固结粉质黏土静止土压力系数原位试验研究

静止土压力系数K_(0)是岩土工程设计施工中的重要参数,其影响因素众多、变化特征复杂,合理地选取K_(0)测试分析方法是保证成果可靠性的关键。针对哈尔滨市超固结粉质黏土地层,开展了现场原位水平应力试验(KSB)、扁铲侧胀试验(DMT)与旁压试验(PMT)以及室内K_(0)固结试验,获得了超固结粉质黏土地层K_(0)分布特征,类比分析了KSB与其他测试方法的相关性、差异性和适用性。研究表明:KSB试验有效避免了常规“压入式”测试的经验性与扰动性问题,具有操作便捷、精度高等优点,测得场地超固结粉质黏土K_(0)值介于0.45~1.81之间,并沿深度方向逐渐降低;室内试验取样过程和PMT预钻成孔过程会引起原始水平应力释放,而再加载无法完全恢复其初始值,从而导致二者测试结果偏低;DMT的有效性取决于经验公式的选取,Marchetti公式高估了K_(0)值,而国内上海、苏州、杭州、西安等地区经验分析结果整体偏低,通过修正Marchetti公式,给出适宜于哈尔滨地区的超固结粉质黏土的K_(0)计算方法,可供勘察设计参考。