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压实黏土断裂破坏特性研究

李怀辉  
【摘要】:断裂韧度是表征材料抵抗断裂能力的物理量,与较为成熟的土体抗剪强度理论相比,目前对土体的断裂韧度研究还较少,也没有统一的断裂韧度的测试方法。土体抗剪强度指标主要受含水率和干密度的影响,而已有研究表明土体的含水率和干密度对其断裂韧度的影响非常显著。因此,我们尝试研究土体抗剪强度指标与断裂韧度之间的关系,这样做不仅丰富了土体强度理论,而且对实际的工程也有重要的应用价值。论文利用自行研制的断裂韧度测试仪,对不同干密度、含水率的非饱和黏性土进行断裂试验,同时进行了直接剪切试验、基质吸力测试试验,讨论了断裂韧度、抗剪强度指标以及基质吸力之间的相关性,得到如下成果:(1)当含水率一定时,非饱和黏性土试样的断裂韧度随干密度的增加而增大,呈线性关系;当干密度一定时,断裂韧度随着含水率的增加先增大后减小,大致呈高斯曲线关系。(2)当干密度一定时,试样粘聚力随含水率的增大逐渐减小,而减小的幅度随含水率增加而减小;当含水率一定时,粘聚力随着干密度的增加而增大。(3)当含水率一定时,非饱和黏性土试样的断裂韧度随着粘聚力的增加而增加,断裂韧度与粘聚力呈一次函数关系;当干密度一定时,试样断裂韧度随着粘聚力的增加先增大后减小,对非饱和黏性土试样断裂韧度与粘聚力之间呈三次函数关系。(4)当干密度一定时,非饱和黏性土试样基质吸力值随着含水率的增大而呈现减小,当含水率为20%时,不同干密度的基质吸力值几乎相等;在含水率一定时,基质吸力值是随着干密度的增加而逐渐增大。当干密度不变时,非饱和黏性土试样断裂韧度值随着试样基质吸力的增大先增大后减小,呈二次函数关系;在含水率一定时,断裂韧度值随基质吸力值的增大而增大,呈线性关系。


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