剪切速率对黏土不排水强度影响的试验研究.pdf
《剪切速率对黏土不排水强度影响的试验研究.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《剪切速率对黏土不排水强度影响的试验研究.pdf(3页珍藏版)》请在咨信网上搜索。
1、2 0 1 3年第 1 期 铁道建筑 Ra i l wa y En g i ne e r i n g 73 文章 编 号 : 1 0 0 3 1 9 9 5 ( 2 0 1 3 ) 0 1 - 0 0 7 3 0 3 剪切 速率对黏 土不排水 强度影 响的试验研 究 吕宾林 , 王金 文。 , 蔡德 钩 ( 1 中国铁道科学研究 院 铁道建筑研究所 , 北京1 0 0 0 8 1 ; 2 中国铁 道科 学研 究院 高 速铁 路轨 道技术 国家重点实验室 , 北 京 1 0 0 0 8 1 ; 3 中铁 建设集团有限公司 , 北京 1 0 0 0 4 0 ) 摘要 : 通过三轴试验和直剪试验 ,
2、 研究 了剪切速率对于饱和黏 土三轴不排水抗剪强度与 固结快剪强度的 影响。对 于固结不排水三轴试验结果分析表 明, 随着剪切速率的增加, 三轴固结不排水强度和内摩擦 角 不断增大; 随着剪切速率的增加 , 固结直剪强度和 内摩擦角不断减小; 固结压力较小时, 剪切初期速率对 于应 力应 变 关 系的影 响较 小 ; 固结压 力较 大 时 , 速 率 的影 响更 显著 。 关 键 词 : 剪切 速 率 三 轴 固结 不排 水强 度 固结直剪 强度 中图 分类 号 : T U 4 1 1 7文献 标识 码 : A D O I : 1 0 3 9 6 9 j i s s n 1 0 0 3 - 1
3、 9 9 5 2 0 1 3 O 1 2 3 抗剪强度是衡量黏土力学性质 的一个重要指标 , 在验算地基承载力 、 评价边坡稳定性 以及计 算土压力 中都有应用。工程实践 中对于抗剪强度经常用室 内三 轴试验 、 直剪试验或十字板剪切试验来确定 , 而试验中 经常会遇到剪切速率 问题 , 不 同的剪切速率下得到的 强 度亦 不 尽相 同。 黏土 由于其本身具有流变特性 , 土体变形与时间 密切相关 。事实上 , 实验室测试黏土 的抗剪强度时施 加 的剪切速率与实 际工程的加载速率有很大 的不 同。 故对不 同应变速率下黏土强度变化研究有很重要的工 程 意 义 , 尤其 是在 通过 室 内试 验
4、 测 试 黏 土 的 不 排水 抗 剪强度时 , 需要对此予以关注。 国内外很多学者对不同剪切速率下黏土的变形和 强度研 究做 了许 多工作 。D i n e s h等 建立 了考虑加 荷速率影响条件下不同超固结 比土的不排水抗剪强度 试验模型。T h o ma s 等 重 点研究 了剪切速率对超 固 结黏土不排水强度的影响 , 发现当剪切速率较小时, 随 着 固结 比的增加 , 黏土不排水抗剪强度的速率敏感度 不断降低 ; 当应变速率 5 时, 不排水强度 的加荷速 率敏感度大概保持在 9 左右。潘永坚等 通过对 宁 波大榭软原状 软土室内试验分析 , 发现剪切速率 0 8 mm m i n
5、 的内摩擦角比 2 4 m m m i n 平均大近一倍。阚 卫明 针对宁波粉质黏土做了固结快剪试验 , 结果表 明随着剪切速率的增加 , 内摩擦 角不断减小。对剪切 速率比较敏感的粉质黏土在做 固结快剪试验时 , 宜采 收稿 日期 : 2 0 1 2 0 6 2 5 ; 修回 日期 : 2 0 1 2 1 0 2 0 基金项 目: 中国铁 道科学研究 院基金 ( 2 0 1 1 Y J 8 6 ) 作者简 介: 吕宾林 ( 1 9 7 6 一 ), 男 , 山东 日照人 , 工程师 , 硕士。 用较大的剪切速率 。当内摩擦角选择过大时 , 将使工 程的质量降低 , 存在安全风险 ; 而 内摩
6、擦 角过小 , 经济 性比较差 , 因此有必要对不同剪切速率下黏土的固结 快剪指标进行深入研究。 三轴仪 由于能够严格控制排水条件, 应力状态也 比较明确, 然而 , 由于 国内三轴仪应用并 不广泛 , 具体 操作时 , 多用直剪仪确定强度指标。直剪指标直接影 响到设计 中一些指标 的选取, 并对施工 的质量与经济 性产生影响。有必要对三轴仪与直剪仪在不 同剪切速 率作用下黏土强度 的变化进行对 比分析 。本文做了一 系列三轴试验与直剪试验 , 重点研究 了剪切速率对于 黏土不排水强度的影响。 1 剪切速 率对 于黏 土不 排水 强度的影 响试验 黏土土样取 自某软土地基, 位置为深 1 0
7、m处 , 地下 水位 0 5 1 0 m左右, 中压缩性。具体物理指标见表 1 。 表 1原状土主要物理参数 三轴试验采用应力应变控制式三轴剪切试验仪, 可进行 u u试验、 C U试验、 C D试验和反压力饱和等试 验。剪切试验采用应变控制式直剪仪 , 速率0 0 0 0 1 4 5 m m m i n 。试 验步 骤如下 : 1 ) 按照规范要求制取土样 , 三轴试验为直径 3 9 1 m m、 高 8 0 m m 的圆柱体 , 直剪试验为面积 3 0 c m 、 高 度 2 c m的土样 , 土样制成进行抽真空饱 和, 制备饱和 土样 。 7 4 铁道建筑 2 ) 三 轴试 验 土 样
8、分别 在 5 0 k P a , 1 0 0 k P a , 2 0 0 k P a , 3 0 0 k P a围压下等向固结 , 固结完成以超孔压完全 消散为标准; 直剪试验首先在预压仪中以 5 0 k P a , 1 0 0 k P a , 2 0 0 k P a , 3 0 0 k P a 垂 直 压 力 固结 1 d , 之 后将 试 样 放入直剪仪, 剪切试样上下面均放置不排水板, 加相应 的垂 直压 力 。 3 ) 三轴 试验 分别在 轴 向应变速 率 0 叭 m i n , 0 0 5 m i n , 0 1 0 m i n下进 行不排 水剪切 ; 直剪试 验分 别在速 率 0
9、0 0 1 m m m i n , 0 0 1 0 mm mi n , 0 1 0 0 m m mi n 下进 行 。 4 ) 三轴试 验 的强 度指 标采 用 总 应力 指 标 ; 直 剪试 验 的测力 环读 数 由人 工记 录 , 乘 以测 力计 率 定 系 数 可 得 出相应 的剪应力值。 2 试验 结果分析 2 1 固结不 排水 三轴试 验结 果 对于三轴试验不排水静强度 的确定有两种 , 当应 力应变 曲线呈应 变 硬化 形 式 , 即不 出现 峰值 时 , 取 1 5 轴向应变 占 。 对应的主应力差 ( 一 ) 的一半 ; 当应 力应变 曲线 呈软 化 形 式 时 , 取 达 到
10、最 大 峰值 的 主 应力 差 的一半 。 图 1为不同剪切速率下饱和黏土的三轴 固结不排 水 强度 。可 以看 出 , 土 样 的应 力 应 变 曲线 呈 双 曲线形 发展 , 初期应力发展较快 , 之后发展缓慢 , 但并未稳定 。 固结压力为 5 0 k P a时 , 在剪切初期 , 应力应变 曲线几 l 霎 : , ( a ) 围压5 0 k P a 】 , ( b ) 围压l O 0 k P a 图 1 不同剪切速率下黏土三轴固结不 排水 强度 乎重合 , 轴向应变达到 3 之后 , 剪切 速率对于应力应 变 曲线的影响开始体现 , 相同轴向应变下 , 随着剪切速 率 的增 加 , 主
11、应 力 差 不 断 增 大 , 达 到破 坏 标 准 时 , 0 1 0 m i n的 主 应 力 差 比 0 0 l m i n小 1 3左 右 ; 当 固结 压力 为 1 0 0 k P a时 , 剪切 速 率 对 应力 应 变 曲线 的影 响就 比较 明显 , 初 始 阶段 未 出现 曲线 重合 现象 , 随 着速 率 的增 加 , 主应 力 差 不 断 增 大 , 达 到破 坏 时 , 0 1 0 m i n 的主应 力差 比 0 0 1 mi n 小 l 3左 右 。 表 2为黏土的强度指标 , 可以看 出内摩擦角 随剪 切速率的增加而增大 , 但黏聚力的变化规律不明显 。 表 2饱
12、和黏 土三轴 固结不排水 强度指标 出现上述规律的原 因可 以归纳为 , 高加荷速率条 件下, 外部荷载对于黏土的扰动作用来不及发挥, 土体 提供 的抗力较高 ; 而在较低加荷速率作用下 , 土样的扰 动有充足时间发挥 , 致使土样内部结构破坏 , 土粒与粒 组重新排列组合 , 其提供 的抗力会小于高剪切速率。 2 2 固结直 剪试 验结 果 对 于直 剪试 验强 度 的确 定 , 当 ( 剪 应 力 ) s ( 剪 切位移 ) 曲线出现峰值时取峰值强度 ; 无峰值 时, 应剪 切至 位移 为 6 m m 处停 机 。 图 2为不 同剪切 速 率 下 饱 和黏 土 固结 直剪 强 度 。 当垂
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 剪切 速率 黏土 排水 强度 影响 试验 研究
1、咨信平台为文档C2C交易模式,即用户上传的文档直接被用户下载,收益归上传人(含作者)所有;本站仅是提供信息存储空间和展示预览,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对上载内容不做任何修改或编辑。所展示的作品文档包括内容和图片全部来源于网络用户和作者上传投稿,我们不确定上传用户享有完全著作权,根据《信息网络传播权保护条例》,如果侵犯了您的版权、权益或隐私,请联系我们,核实后会尽快下架及时删除,并可随时和客服了解处理情况,尊重保护知识产权我们共同努力。
2、文档的总页数、文档格式和文档大小以系统显示为准(内容中显示的页数不一定正确),网站客服只以系统显示的页数、文件格式、文档大小作为仲裁依据,平台无法对文档的真实性、完整性、权威性、准确性、专业性及其观点立场做任何保证或承诺,下载前须认真查看,确认无误后再购买,务必慎重购买;若有违法违纪将进行移交司法处理,若涉侵权平台将进行基本处罚并下架。
3、本站所有内容均由用户上传,付费前请自行鉴别,如您付费,意味着您已接受本站规则且自行承担风险,本站不进行额外附加服务,虚拟产品一经售出概不退款(未进行购买下载可退充值款),文档一经付费(服务费)、不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
4、如你看到网页展示的文档有www.zixin.com.cn水印,是因预览和防盗链等技术需要对页面进行转换压缩成图而已,我们并不对上传的文档进行任何编辑或修改,文档下载后都不会有水印标识(原文档上传前个别存留的除外),下载后原文更清晰;试题试卷类文档,如果标题没有明确说明有答案则都视为没有答案,请知晓;PPT和DOC文档可被视为“模板”,允许上传人保留章节、目录结构的情况下删减部份的内容;PDF文档不管是原文档转换或图片扫描而得,本站不作要求视为允许,下载前自行私信或留言给上传者【yq****8】。
5、本文档所展示的图片、画像、字体、音乐的版权可能需版权方额外授权,请谨慎使用;网站提供的党政主题相关内容(国旗、国徽、党徽--等)目的在于配合国家政策宣传,仅限个人学习分享使用,禁止用于任何广告和商用目的。
6、文档遇到问题,请及时私信或留言给本站上传会员【yq****8】,需本站解决可联系【 微信客服】、【 QQ客服】,若有其他问题请点击或扫码反馈【 服务填表】;文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“【 版权申诉】”(推荐),意见反馈和侵权处理邮箱:1219186828@qq.com;也可以拔打客服电话:4008-655-100;投诉/维权电话:4009-655-100。