不同应力路径下的重塑粘土压缩试验研究

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在不同的岩土工程建设中,土体所经历的应力路径是不同的。土体的应力应变关系会受到应力路径的显著影响。随着我国工程建筑队伍逐渐从国内迈向全球,目前较少的对土在不同应力路径下的应力应变特性的研究越来越无法满足不同岩土工程建设中对土的设计与计算参数的需求。因此,研究考虑应力路径影响的土的应力应变特性具有重要的理论和实际意义。论文先是总结了前人的研究工作及成果,并对不同应力路径试验方法进行了探讨与研究,最终选择并制定了更为符合实际工程情况的应力路径试验方法。即借助重塑粘土为试验研究对象,通过人为控制试验过程中轴向应力的加载速率来激发出土样在不同应力路径、应力历程、应力历时及荷重率条件下的变形与强度特性。在此基础上分析并研究了土样分别在试验中加载过程、恒载过程、卸载过程以及卸载完成后静置过程中的应力与应变变化规律。综上所述,本文完成的主要工作内容如下:(1)进行了不同加载速率下的土单轴侧限压缩试验研究。通过改变土样初始干密度的大小以及试验加载过程中的轴向应力加载速率的大小来对重塑粘土在单轴侧限压缩状态下的固结特性以及反映出的应力与应变变化规律进行了系统性的考察。在大量的试验数据基础之上,对土样的固结变形特性及机理进行了分析,得出了应力与应变在试验不同阶段会产生不同的变化规律,由此也为后文分阶段进行分析研究提供了可靠依据。(2)基于试验中实测的而不是人为控制施加的土样侧向应力数据,分析了土样自适应产生的侧向应力、剪应力和土侧压力系数K0在试验各阶段的变化规律。分析发现加载过程中侧向应力与轴向应力增长速率的比值、卸载过程中土样产生初始回弹变形时侧向应力与轴向应力大小的比值在不同应力路径下皆趋于定值。并在此基础上对该定值受初始干密度的影响进行了进一步的分析研究。(3)探讨了不同应力路径下土样的应变成S型增长的变化规律,其应力-应变曲线具有归一化的特性。推理得出不同应力路径下初始条件相同的重塑粘土其最终变形量是相同的。
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