高含水量冻粉黏土应力-应变曲线特性的试验研究

发布时间：2020-12-31 01:24

　　为研究青藏高原粉质黏土在高含水量条件下的应力-应变特性,本文对粉质黏土试样开展了较高含水量（15%,30%,50%）、不同温度（-2℃,-4℃）及围压（0.5,1.0,2.0,4.0 MPa）条件下的三轴剪切试验,分析了冻粉黏土试样应力-应变曲线的形态和强度规律,并给出了机理性解释。试验结果表明:冻粉黏土试样的应力-应变曲线均为应变软化型。高含水量下（50%）,试样的初始切线模量随围压增大呈幂函数形式增大。随着含水量的增大,试样的破坏过程渐呈脆性。试样强度方面,含水量的增大使冻粉黏土强度呈先减小后增大的规律,即存在一个强度最不利含水量。此最不利含水量主要是由于土骨架与冰相的组合使系统处于"最弱结构"以及各组分在承受荷载时的主次地位变换而引起的。围压增大使冻粉黏土强度线性降低,但降低幅度不大。结合Mohr-Coulomb准则的分析表明,黏聚力是冻粉黏土强度的主要指标,其值在最不利含水量时取得最小值,围压对冻粉黏土强度的削弱作用也在此时得以突显。 

【文章来源】：水文地质工程地质. 2020年05期 北大核心

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【部分图文】：

试验土颗粒级配

经计算，可得本次试验中土样的干密度分别为1.90,1.51及1.15 g/cm3。结合其他研究者对同类土试验的数据[9]，可以发现试样干密度随初始含水量的升高而降低，且有很好的对数相关性(图2)。1.3 试验仪器与方法

表1及图4分别对不同试验条件下试样的强度和应变结果进行了整理和展示，可以看出，Δε及Δ珔ε随着围压及含水量的升高呈减小的趋势。这说明围压和含水量的升高使冻土破坏前的塑性变形减少了。这种现象可能与试样破坏过程中土颗粒间挤密、剪缩等引起强度增长的变形过程缩短有关，而颗粒破碎、胶结断裂等在试样破坏前能够以较小的变形提供较大的抗剪强度，所以宏观上表现为土体破坏变形越来越小。另外，本试验中试样的应力-应变曲线均为应变软化型，这一特点也随着含水量和围压的增大变得愈加明显。图4 不同含水量各温度及围压下冻粉黏土应力-应变关系


本文编号：2948675