非饱和黄土土水特性与真三轴屈服及强度变形特性试验研究

发布时间：2020-03-28 07:44

【摘要】：本文首先采用非饱和固结仪对非饱和黄土进行了一系列分级增湿试验与等吸力侧限压缩试验,分析了非饱和黄土增湿时的土水特性(饱和度与吸力关系、含水率与吸力关系)及非饱和原状土体的压缩变形规律;并基于改进后的非饱和新型真三轴仪,对非饱和原状黄土进行等吸力等向压缩试验,并且测试了不同吸力、不同固结围压、不同中主应力参数b的等p等b剪切变形关系,研究了不同应力路径下非饱和原状黄土的应力应变规律、变形、剪切屈服与强度破坏特性。得出如下结论:(1)采用V-G模型对本次非饱和黄土的Sr-lgs关系曲线进行拟合,发现拟合效果较好;在相同吸力条件下,等向压缩试验的结构屈服净应力比侧限压缩试验的结构屈服净应力小,土体在等向压缩条件下更容易发生破坏。(2)等p等b路径下非饱和Q3原状黄土的应力应变关系曲线均随着中主应力比b的增大由硬化型逐渐转化为接近理想弹塑型,土的抗剪强度也在逐渐降低。体应变随着中主应力参数b值的增大也在增大,且都为正值,土体一直处于剪缩状态,最终的体变曲线都趋近于平缓。净固结围压与吸力都可以提高土体的强度。(3)在本次试验所做吸力范围内,非饱和土的抗剪强度参数c随基质吸力的增大而呈线性增大;而内摩擦角φ随吸力变化基本呈现一常数;Bishop表达式中的χ值以及Fredlund表达式中的吸附内摩擦角φb都随吸力的增大而非线性减小;并且中主应力参数b对非饱和土抗剪强度参数有一定的影响。(4)在围压一定,b=0(即常规三轴条件下)的等p剪切试验中,吸力与屈服剪应力呈现递增的指数关系,并且吸力一定时,围压越大,屈服剪应力也越大;真三轴等p等b剪切条件下的屈服应力在子午面上大致在一条直线上,吸力越大,同一屈服应力下,屈服强度越大。但是在同一基质吸力条件下,中主应力参数b对本次试验试样的屈服过程影响不大。(5)非饱和原状黄土在等p等b剪切条件下的破坏应力在子午平面上也在一条直线上,且线性效果明显好于前面的屈服线;且随着净围压的增大,试样的剪切强度随着中主应力参数b值的增大而减小。而且随着基质吸力的增大,土的强度也随之增加。在相同基质吸力条件下,不同净平均应力下π平面上破坏线的形状基本一致,且随着净平均应力的增大,破坏轨迹逐渐向外扩散。在相同的净平均球应力条件下,随着基质吸力的增大,π平面内的强度破坏线也逐渐向外延伸扩展。(6)选取了三种重要的强度理论对本次试验强度进行比较分析,即不等六边形角锥面的Mohr-Coulomb准则、不等边抹圆锥体的SMP准则,也叫松冈-中井准则以及Lade-Duncan准则,发现Lade-Duncan准则对该原状黄土有很好的适用性。
【图文】：

刚柔混合型真三轴仪实物图

刚柔混合型真三轴仪结构示意图
【学位授予单位】：西安理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU444

【参考文献】

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本文编号：2604157