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压实黏性土剪切破坏参数探讨

2012-07-26刘俊新赵海松龙志伟

铁道建筑 2012年11期

刘 军,刘俊新,赵海松,龙志伟

(西南科技大学土木工程与建筑学院,四川绵阳 621010)

通过三轴压缩试验,获取压实黏性土的应力—应变曲线,分析黏性土的破坏形式及压实黏性土的剪切破坏参数,为黏性土地基的处理提供参考。

1 静水压力试验

岩土材料在静水压力作用下表现出屈服特性,其压力p和体积应变εv的关系表现为三个阶段。在冲击荷载作用下,土体的变形较大。压力p和体积应变εv的关系见图1,试验参数为最大干密度ρdmax=2.02 g/cm3,最优含水率ωopt=12.54%,压实度为98%,含水率为12.54%,文中试样均相同。

图1 静水压力试验应力—应变曲线

以屈服应力σ(k)为横坐标(k为硬化参数),塑性体积应变[1-2]为纵坐标,并采用公式(1)对数据进行拟合(见图2和表1)。

图2 屈服应力σ(k)与塑性体积应变拟合曲线

式中,W,D1,D2均为拟合参数。

经绘图比较,含水率为14.53%的曲线拟合较差,同时与理论计算的最大体积应变(假定水和固体颗粒不可压缩,孔隙水不从孔隙中排出)比较可知,其原因是由于含水率较大的试样,在试验过程中排出了大量孔隙水。

2 常规三轴压缩试验

压实黏性土发生的破坏形式为剪切破坏。为描述剪切破坏,就需确定剪切破坏面的形式及参数,所涉及的试验为常规三轴压缩试验。试样尺寸为φ39.1 mm×80 mm,在试验过程中加载采用变形控制,加载速率为0.5 mm/min,围压初步按0~1 200 kPa控制,试样的破坏形式为45°斜向剪切破坏,其应力—应变曲线见图3。

表1 拟合参数统计

图3 不同围压下应力—应变曲线

2.1 模量参数的分析

对σ1=0的试验曲线的弹性段进行线性拟合,可获得其弹性模量,同时根据静水压力试验结果,按式(2)和式(3)计算出剪切模量G,结果见表2。……

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