非飽和黃土的應(yīng)力路徑試驗研究.pdf

1、黃土主要分布在我國干旱和半干旱的中西部地區(qū)，是一種典型的結(jié)構(gòu)性土，具有特殊的結(jié)構(gòu)性及對水的特殊敏感性。大量的研究結(jié)果表明土體的強(qiáng)度和變形特性不僅僅與其所受應(yīng)力狀態(tài)有關(guān)，還要受到諸如生成方式、受荷歷史以及應(yīng)力路徑等因素的影響，黃土所特有的大孔隙架空結(jié)構(gòu)使得其力學(xué)特性因應(yīng)力路徑不同存在較大差異。 本文在分析和總結(jié)前人對黃土力學(xué)特性研究的基礎(chǔ)上，以陜西楊凌和洛川地區(qū)黃土為研究對象，對所選黃土土樣進(jìn)行不同濕度、不同固結(jié)條件的應(yīng)力路徑試驗

2、，對比分析各種影響因素特別是固結(jié)條件、加載方式、初始含水率等對其力學(xué)特性的定量、定性影響規(guī)律，對區(qū)域間黃土力學(xué)特性的異同進(jìn)行了對比分析。探索了非飽和黃土在應(yīng)力路徑試驗條件下的結(jié)構(gòu)性變化規(guī)律。最后，根據(jù)本文對于應(yīng)力路徑的研究結(jié)果，提出了一種適合本文所作的各種加載方式下的本構(gòu)模型。 通過對兩個地區(qū)的原狀和同樣狀態(tài)下的重塑的非飽和黃土分別進(jìn)行不同固結(jié)條件下的常規(guī)三軸壓縮試驗(CTC)、減壓三軸試驗(RTC)、等主應(yīng)力試驗(TC)、以及

3、洛川黃土的K0固結(jié)下的CTC和RTC的三軸壓縮試驗研究，結(jié)果表明：原狀黃土和重塑黃土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線均呈現(xiàn)應(yīng)變硬化型，主應(yīng)力差都隨固結(jié)壓力的增大而增大。對于各種不同加載方式而言，其中以CTC試驗的主應(yīng)力差最大，TC的次之，RTC的最小。在同一應(yīng)力路徑下含水率對于黃土的各種曲線關(guān)系的影響明顯：隨著含水率的變化，其應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系會出現(xiàn)一個轉(zhuǎn)型的過程，即由低含水率下的強(qiáng)應(yīng)變硬化型轉(zhuǎn)變?yōu)楦吆氏碌膽?yīng)變軟化型，體應(yīng)變也由剪縮變?yōu)榧裘洭F(xiàn)象，強(qiáng)度隨

4、著含水率的增大在不斷的下降。各地區(qū)土的物理性質(zhì)的差別，使得不同地區(qū)的土在相同的應(yīng)力狀態(tài)下應(yīng)力應(yīng)變曲線也不盡相同。 通過對應(yīng)力路徑試驗條件下黃土的結(jié)構(gòu)性變化規(guī)律分析，表明水和力的耦合作用對于黃土的結(jié)構(gòu)性影響較大。不同的應(yīng)力路徑由于其加荷、卸荷的方式不一樣，導(dǎo)致土體的結(jié)構(gòu)性參數(shù)有很大區(qū)別，含水率的影響結(jié)構(gòu)性變化的一個重要因素?？偟脕碚f，常規(guī)三軸壓縮試驗可以得到較大的結(jié)構(gòu)性參數(shù)；在同一加載方式下，初始含水率愈低對應(yīng)的結(jié)構(gòu)性參數(shù)愈大，隨