高竖向应力作用下海砂直接剪切特性研究

发布时间：2021-09-12 14:17

　　随着近海工程项目的日益增多,海砂可作为经济性建筑材料,但关于高应力作用下海砂的剪切特性研究未见相关文献。通过研究高竖向应力作用下中等粒径海砂的直剪特性,探究了剪切速率对强度指标的影响,得出以下主要结论:（1）随着竖向应力的增大,海砂应力-位移曲线的软化特性越来越突出。（2）海砂达到峰值应力时的位移大致呈现随竖向应力的增大而逐渐增大的趋势。（3）剪切过程中,竖向位移逐渐减小并趋于稳定,表现出剪胀特性。（4）竖向位移-剪切位移关系曲线在初始过程呈现出轻微的剪缩过程,表现为一个较长的稳定阶段,主要是与材料选择与高竖向应力有关。（5）剪切速率对高竖向应力作用下摩尔-库伦曲线的斜率有一定影响,近似可认为随剪切速率的增大,表现为内摩擦的降低。研究成果对近海工程项目建设有一定的参考价值。 

【文章来源】：西昌学院学报(自然科学版). 2020,34(02)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

高竖向应力作用下竖向位移与剪切位移关系曲线

剪切速率为0.30 mm/min时，抗剪强度与竖向应力关系曲线如图5所示。由图5可以看出：（1）中等粒径海砂在填充密度为1.66 g/cm3的情况下，黏聚力和内摩擦角分别为13.05 kPa与31.70°。（2）对于低应力状态的海砂，一般认为其黏聚力趋近于0[6,10]，对比于低竖向应力状态，本次试验得出的粘聚力数值相对较高，说明海砂的黏聚力在一定程度上受竖向应力大小的影响。（3）如果认为中等粒径河砂颗粒较均匀，颗粒间咬合较小，将黏聚力设为0，仅考虑内摩擦角的影响，则相应试验结果得到的内摩擦角为32.05°。

不同剪切速率工况下，抗剪强度与竖向应力关系曲线如图6所示。由图6可以看出：（1）海砂抗剪强度随竖向应力的增大而显著增加，即使在较高的竖向应力工况下，强度指标依然符合摩尔-库伦强度准则。（2）随着剪切速率的增加，黏聚力略微增大。（3）剪切速率对高竖向应力作用下摩尔-库伦曲线的斜率有一定影响，近似可认为随剪切速率的增大，斜率略微减小，表现为内摩擦的降低。（4）在较低应力作用下，剪切应力引起的抗剪强度差值相对较大，随着竖向荷载的增大，试样压密，抗剪强度差值降低。

【参考文献】：
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本文编号：3394376