人工合成透明砂土及其三軸試驗研究.pdf

1、傳統(tǒng)的測量土體變形方法不能可視化土體內(nèi)部在變形過程中的動態(tài)變化，而大多數(shù)現(xiàn)代數(shù)字圖像方法也只局限于測量土體的宏觀變形和邊界，仍然不能獲取土體內(nèi)部結(jié)構(gòu)的變化過程數(shù)據(jù)。當前，一些學者提出采用人工合成的透明土來可視化土體內(nèi)部結(jié)構(gòu)及其變形過程，通過采用無定型硅石凝膠材料來模擬自然砂土取得了一些成果，雖然硅石凝膠微粒的內(nèi)在結(jié)構(gòu)與自然砂土有很大不同，不能真實反映自然砂土的巖土特性，但是土體內(nèi)部變形過程的可視化在一定程度上對研究自然砂土的巖土特性起到

2、了借鑒作用。 本文采用熔融石英砂來模擬自然砂土，因為熔融石英砂同樣具有良好的透明度，但與硅石凝膠不同的是其內(nèi)部并沒有大量的微細孔道，因而更接近自然砂土巖土特性；另外，選用一定濃度的溴化鈣溶液模擬孔隙流體，它與純水的物理性質(zhì)類似。這樣，在三軸變形試驗中，采用熔融石英砂和相應(yīng)濃度的溴化鈣溶液配比得到的透明合成砂土，可在一定程度上降低合成材料的物理性質(zhì)對試驗結(jié)果的影響，比較真實地反映自然砂土的巖土特性。 從透明合成砂土的室內(nèi)三

3、軸試驗結(jié)果可見：在幾種不同應(yīng)力條件作用下，透明合成砂土的應(yīng)力應(yīng)變特性與自然砂土非常接近；在同一相對密度下，隨著圍壓的增大，透明合成砂土的軸向應(yīng)變-體積應(yīng)變和軸向應(yīng)變-徑向應(yīng)變同相應(yīng)的標準砂的差異也會增大，而對于軸向應(yīng)變-偏應(yīng)力，則起伏不大。上述的試驗結(jié)果表明，如果只關(guān)心土體的強度參數(shù)，那么人工合成的透明砂土可較真實地反映自然砂土，會得到比較一致的結(jié)果；如果關(guān)心土體的變形量，那么在圍壓較小的時候，得到的數(shù)據(jù)就比較理想，更接近自然砂土；隨著