高圍壓不同應(yīng)力路徑下砂土變形和孔壓特征試驗(yàn)研究.pdf

1、本論文旨在研究高圍壓條件下不同應(yīng)力路徑對(duì)飽和砂土變形和孔隙水壓力特性的影響，為此主要進(jìn)行了4種不同應(yīng)力路徑下的高壓三軸剪切試驗(yàn)，包括：等p'壓縮剪切試驗(yàn)、等卸載比剪切試驗(yàn)、等主應(yīng)力比剪切試驗(yàn)和循環(huán)加卸載剪切試驗(yàn)；對(duì)高壓三軸剪切試驗(yàn)完成后砂土試樣利用CT斷層掃描圖像的三維重建進(jìn)行了微觀分析。論文的主要認(rèn)識(shí)如下：
　　(1)在高壓三軸剪切試驗(yàn)中，應(yīng)力路徑對(duì)砂土的力學(xué)性質(zhì)影響較大。等p'壓縮剪切應(yīng)力路徑的內(nèi)摩擦角φ>等卸載比應(yīng)力路徑的φ

2、>等主應(yīng)力比應(yīng)力路徑的φ；以上三種應(yīng)力路徑下的所得到的粘聚力相差不大；相同圍壓條件下，等p'壓縮應(yīng)力路徑的峰值應(yīng)力>等卸載比應(yīng)力路徑的峰值應(yīng)力>等主應(yīng)力比應(yīng)力路徑的峰值應(yīng)力。
　　(2)等p'壓縮剪切試驗(yàn)、等卸載比剪切試驗(yàn)、等主應(yīng)力比剪切試驗(yàn)下的砂土試樣的q~εa曲線均為雙曲線型，循環(huán)加卸載應(yīng)力路徑下的q~εa曲線呈現(xiàn)冪函數(shù)型。
　　(3)等p'壓縮剪切應(yīng)力路徑下的q~εa曲線在p'≥2MPa時(shí)，呈現(xiàn)應(yīng)變軟化型，在p'≤1M

3、Pa時(shí)，呈現(xiàn)應(yīng)變硬化型，峰值偏應(yīng)力會(huì)隨著p'的增大而增大；等卸載比剪切應(yīng)力路徑的q~εa曲線在σ≥3MPa時(shí)呈現(xiàn)應(yīng)變軟化型，卸載比的變化對(duì)偏應(yīng)力峰值影響較??；等主應(yīng)力比應(yīng)力路徑的q~εa關(guān)系曲線呈現(xiàn)應(yīng)變硬化型，應(yīng)力比只影響偏應(yīng)力的大??；循環(huán)加卸載應(yīng)力路徑下，q會(huì)隨著ε的增大而迅速增大，q~εa曲線的斜率隨著加卸載級(jí)數(shù)的增大而減小。
　　(4)不同應(yīng)力路徑下砂土試樣的孔隙水壓力特性不同，等p'壓縮剪切應(yīng)力路徑下砂土試樣的孔隙水壓力會(huì)

4、隨著p'的增大而逐漸增大；等卸載比應(yīng)力路徑下，圍壓相同時(shí)，卸載比k越大，孔隙水壓力越大，卸載比k相同時(shí)，圍壓越大，孔隙水壓力越大；等主應(yīng)力比應(yīng)力路徑下，主應(yīng)力比 f越大，孔隙水壓力也越大；循環(huán)加卸載應(yīng)力路徑下，孔隙水壓力會(huì)隨著加載級(jí)數(shù)的增多而增大。
　　(5)從等p'壓縮剪切應(yīng)力路徑的u~εa關(guān)系曲線可以發(fā)現(xiàn)，當(dāng)p'=1MPa時(shí)，孔隙水壓力隨應(yīng)變?cè)龃蠖鴾p小，p'≥2MPa時(shí)，孔隙水壓力隨應(yīng)變的增大而增大，因此，存在臨界點(diǎn)p'f，使

5、得砂土試樣的p'小于此值時(shí)，孔隙水壓力隨應(yīng)變?cè)黾佣鴾p小，大于此值時(shí)，孔隙水壓力隨應(yīng)變的增大而增大；等卸載比剪切應(yīng)力路徑下，孔隙水壓力會(huì)隨應(yīng)變的增大先下降達(dá)到最小值然后再升高，表明該應(yīng)力路徑易發(fā)生孔隙水壓力升高和卸載體縮，且孔隙水壓力值在整個(gè)剪切過(guò)程中均為負(fù)值；等主應(yīng)力比應(yīng)力路徑下的u~εa關(guān)系曲線為雙曲線；循環(huán)加卸載應(yīng)力路徑下的u~εa關(guān)系曲線為對(duì)數(shù)函數(shù)曲線。
　　(6)通過(guò)對(duì)三軸剪切試驗(yàn)結(jié)束后的砂土試樣的CT掃描重建三維圖像分析