Q2黃土強度、變形與損傷特性的真三軸試驗研究.pdf

1、Q2黃土是中更新世沉積具有弱濕陷性和結構性的粘性土。本文在驗證西安理工大學新型真三軸儀的基礎上,進行了不同固結圍壓、含水量和中主應力比下Q2黃土的真三軸試驗,研究了不同含水率黃土的變形、強度與剪切損傷特性,揭示了不同應力路徑下Q2黃土的應力應變特性及應力空間強度破壞面?；谌考羟心Ａ康淖兓?建立了一個能反映損傷特性的損傷因子;分析了含水率、固結圍壓、應力路徑和剪應變發(fā)展引起原生結構產(chǎn)生損傷變化的特征。得到了如下結論：(1)四種試驗的對

2、比分析,驗證了西安理工大學自主開發(fā)真三軸儀測試結果的可靠性。即①同一應力路徑下五次重復試驗的應力應變曲線基本趨于一致。②軸對稱應力條件下常規(guī)三軸與真三軸試驗測試應力應變的曲線近似一致。③軸對稱應力路徑下不同干密度重塑土的真三軸試驗測試確定的強度線及參數(shù)具有合理性。④不同剪切速率條件下測試結果的變化反映了儀器的靈敏性。(2)通過四個含水率、五個中主應力比、四個不同固結圍壓下的Q2黃土真三軸試驗,分析了復雜應力條件下不同含水率、中主應力比率

3、和固結圍壓條件下Q2黃土的非線性應力應變特性。表明低含水率及固結圍壓條件下,隨著中主應力比率的增大,應力應變曲線由強軟化型逐漸轉化為弱軟化型或弱硬化型；同一固結圍壓及中主應力比率條件下,隨著含水率的增大,應力應變曲線由弱硬化型或弱軟化型轉化為硬化型;同一含水率及中主應力比率條件下,隨著固結應力增大,應力應變曲線由軟化型轉化為強硬化型。(3)分析了不同含水率Q2黃土的抗剪強度參數(shù)的變化規(guī)律及π平面上的破壞軌跡。當Q2黃土處于低含水量狀態(tài)時

4、,其粘聚強度高,隨著b的增大,當b從0增加到0.25時,土的粘聚力明顯降低,內(nèi)摩擦角(?)顯著增大,當b從0.25增加到1時,土體的粘聚力c開始緩慢增長,內(nèi)摩擦(?)基本不再增加,在后期甚至出現(xiàn)降低；隨著含水量增加,這一變化規(guī)律發(fā)生了明顯的改變,隨著b從0增加到0.25,土樣的粘聚力明顯的在增加,當?shù)竭_0.3左右時,接近其峰值,隨后,應力比b雖在增加,但粘聚力卻在一直緩慢的降低；內(nèi)摩擦角的變化規(guī)律與粘聚力卻相反。在同一含水量下隨著平均球

5、應力的增加,π平面上的強度破壞面向外逐漸擴展,是一簇形狀近似的曲線；同一固結圍壓下,隨著含水率的增大,破壞面逐漸向內(nèi)收縮。(4)基于不同含水率、不同中主應力比、不同固結圍壓下Q2黃土全量剪切模量的變化規(guī)律,揭示了Q2黃土損傷演化發(fā)展特性。同一固結圍壓、含水量條件下,不同中主應力比時損傷比變化曲線均趨于1,當中主應力比b較小時,初始剪切損傷比Ψ較??；同一含水量條件下,隨著固結圍壓增大,初始剪切損傷比逐漸減??；同一固結圍壓下,隨著含水量增大