含水率及应变速率对冻结粉质黏土强度特性影响

发布时间：2024-02-02 18:56

　　人工冻土单轴抗压强度和弹性模量是人工冻结法设计的关键参数,准确掌握其变化规律极为重要,为此开展了不同含水率及应变速率条件下粉质黏土人工冻土单轴抗压强度试验研究。结果表明:大部分试样呈现腰鼓型破坏,随着含水率的增加,应力-应变曲线逐渐由应力软化型向应力硬化型转变,存在一达到强度峰值的最优含水率,对于南京典型粉质黏土该含水率为22%,接近饱和含水率;重塑粉质黏土的弹性模量随含水率的增长而增长,但增长率呈下降趋势;单轴抗压强度和弹性模量均随应变速率的增加呈衰减性增大;回弹模量随加卸荷次数的增加逐渐增大,当加卸荷次数达7次后,回弹模量值基本稳定。

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【部分图文】：

图1原状和重塑土破坏形态(-10℃、应变速率10%·min-1)

破坏形态以塑性破坏为主，冻土试样为中部凸起的腰鼓型破坏，并伴随竖向裂纹。此种破坏形态与试样中孔隙水相态有关，液态孔隙水为主时承受荷载能力较弱，土体向较高应力状态处滑移，表面土体颗粒间胶结力不足以抵抗挤压，因此产生裂缝，同时受试验装置两端摩擦力限制，两端变形有限，最终试样呈现腰鼓型....

图2不同含水率重塑土破坏形态(-10℃、应变速率10%·min-1)

图1原状和重塑土破坏形态(-10℃、应变速率10%·min-1)图3不同应变速率重塑土破坏形态(-10℃，含水率22%)

图3不同应变速率重塑土破坏形态(-10℃，含水率22%)

图2不同含水率重塑土破坏形态(-10℃、应变速率10%·min-1)图1为-10℃、10%·min-1下原状土和重塑土的冻土破坏形态，两者略有区别。前者腰鼓位置偏离中心且腰线有所起伏，后者腰鼓位置则较为居中且腰线圆滑，相对于原状土，重塑土更为均匀，破坏形态更为一致。

图4不同含水率下冻结粉质黏土试样应力-应变关系曲线

不同含水率下重塑粉质黏土冻土应力-应变关系如图4所示。由图4可知，不同含水率重塑粉质黏土冻土应力在峰值应力对应的应变基础上再加5%应变值作为应变关系曲线线性段大致相同，但最终曲线形态存在差异。当含水率≥22%时，试样呈现应变硬化形态;当含水率≤20.6%时，试样呈现应变软化形态，....

本文编号：3893000