网纹红土剑桥模型参数的试验研究

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网纹红土是洞庭湖地区岩土施工中常遇到的土体。目前对其研究大多集中在成因分布、结构构造以及弹性变形等方面。剑桥模型作为有代表性的弹塑性本构模型之一,应用十分广泛,但是关于剑桥模型在网纹红土中应用方面的研究几乎还是空白。因此,有必要对网纹红土的剑桥模型参数进行试验研究,以验证剑桥模型能否很好地描述网纹红土。本文在总结前人研究成果的基础之上,对重塑网纹红土进行了一系列室内试验,并对试验结果进行了理论分析,主要取得的成果有:(1)本文对重塑网纹红土进行了大量的三轴固结不排水和固结排水试验,详细分析了重塑网纹红土的变形及其强度特征。试验表明:固结排水试验的应力-应变关系曲线为典型的应变硬化型;而固结不排水试验的应力-应变关系曲线不同于典型的应变硬化型和应变软化型曲线,但是具有硬化特性;固结不排水和固结排水试验的应力-应变关系都表现为非线性特性,但是其初始线性段较一般粘性土明显。(2)在试样屈服后,固结不排水试验的主应力差σ1-σ3随着轴向应变趋于平缓的速度比固结排水试验快;取轴向应变ε1=15%处的主应力差σ1-σ3为试样的强度,则固结排水试验的强度值明显高于固结不排水试验。这种现象表明:应力路径对重塑网纹红土的刚度和强度有很大的影响。(3)通过常规三轴试验对重塑网纹红土的剑桥模型参数进行了测定。所得参数线性拟合具有很高的相关系数,能够较好地求得剑桥模型的参数M、λ和κ值。不同的试验方法对参数M的测定值具有一定影响,但不是很大。应力路径和应力历史对参数λ的测定值有一定影响,而对κ的测定值影响不大。拟合临界状态线和正常固结线测定的参数λ值之间存在不一致问题。(4)将固结排水试验的实测值和模型计算值进行了比较,验证了测定模型参数的可靠性和合理性,为剑桥模型在洞庭湖地区网纹红土中的应用提供了参考值。(5)利用落锥试验测定剑桥模型参数的方法对网纹红土的剑桥模型参数进行了测定,并对所测定的参数值进行了验证。结果表明:可以采用落锥试验来进行修正剑桥模型参数的测定。论文初步给出模型参数的参考值。
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