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郑州典型粉质黏土应力应变及强度特性研究

郭佳朋  
【摘要】:粉土尤其是粉质黏土广泛存在于黄河冲积平原,每个地区土质的形成都有其独特的历史,本文选取郑州某地铁站粉质黏土为研究对象,利用GDS三轴仪及实验室自行研制的平面应变仪对郑州典型粉质黏土的应力~应变特性和强度特性进行研究,以期为该地区工程实践提供有益参考。(1)重塑粉质黏土试样经三轴试验所得应力~应变曲线与经平面应变试验所得应力~应变曲线形式有所不同;试样经平面应变试验所得抗剪强度指标较三轴试验偏高。(2)对粉质黏土试样进行常规三轴剪切试验,探究了不同固结及排水条件对试样抗剪强度的影响,以及试样应力~应变特性与试样破坏形态之间的关系。(3)利用GDS三轴仪对试样进行K_0固结剪切试验,探究了K_0值在固结过程中的变化规律,并将K_0固结条件下试样三轴剪切的抗剪强度与等压固结进行对比分析,发现K_0固结三轴不排水剪切与排水剪切各围压下试样的抗剪强度均高于等压固结,采用K_0固结剪切试验所得土的抗剪强度指标更接近工程实际。(4)对试样进行K_0超固结和等压超固结剪切试验(剪切时围压均为100-kPa),探究了不同固结方式及不同固结围压对试样抗剪强度的影响。结果表明无论等压固结还是K_0固结,超固结剪切试验中固结围压对土的不排水抗剪强度影响更为显著。(5)利用三轴仪对试样进行减p、等p和增p应力路径剪切试验,探究了不同应力路径剪切对试样应力~应变特性、强度特性和变形特性的影响以及不同应力路径下试样有效抗剪强度指标的差异。结果表明试样的有效应力强度指标受剪切应力路径影响较小。(6)利用实验室自行研制的平面应变仪对试样进行应力控制固结排水剪切试验,研究了该条件下试样所表现的应力~应变特性和强度特性,分析了其与三轴剪切条件下的差异及该差异产生的原因。


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