三轴试验技术的探讨

三轴试验的主要用途和目的是测定土的抗剪强度指标和土体应力应变的有关参数.三轴试验根据试验过程中的排水条件分为不固结不排水试验(UU)、固结不排水试验(CU)、固结排水试验(CD)三类.文中阐述了三轴试验的原理及意义,从试样饱和、固结、橡皮膜选取、试验中围压、剪切速率及破坏应变的选择等六个方面,介绍了影响三轴试验的关键技术问题.     

粤西北地区花岗岩残积土的抗剪强度特性

为了研究粤西北地区花岗岩残积土的抗剪强度特性,对74组花岗岩残积土的原状土及用作比较的重塑土进行了室内物理指标试验和室内直剪试验。结果表明：花岗岩残积土具有显著的区域差异性,兼具黏性土和砂土的特性,其黏聚力较大,内摩擦角较小;原状土的黏聚力高于重塑土,而两者的内摩擦角基本相同;重塑土和原状土的黏聚力都随着含水率的增加呈现出非线性减小并趋于稳定的变化趋势,但内摩擦角则随着含水率的增加在11°～16°的范围内波动,与含水率几乎无相关性;花岗岩残积土的黏聚力受颗粒组成、含水率、孔隙比等因素的综合影响,造成不同地点原状土的黏聚力和含水率之间的相关性不明显。该结论可为粤西北地区花岗岩残积土边坡的设计提供参考。     

水泥对珠三角地区淤泥抗剪强度参数的影响分析

由于地质、水文及受力等自然条件的差异性,软土的剪切强度参数也会随之变化。该文通过三轴不固结不排水剪切试验和直剪快剪试验,对不同水泥掺量下水泥土的抗剪强度参数进行了试验研究。结果表明:在三轴不固结不排水剪切试验中,当掺入比和龄期均相同时,峰值强度随围压线性增加;当掺入比和围压均相同时,峰值强度随龄期逐渐增加;当掺入比保持不变时,黏聚力随龄期线性增加,而内摩擦角随龄期线性减小;当龄期保持不变时,黏聚力随掺入比线性增加,而内摩擦角随掺入比线性减小。在直接快剪试验中,相对于三轴不固结不排水剪切试验结果,当掺入比、龄期均保持不变时,直接快剪试验得到的黏聚力要稍小,而内摩擦角要稍大;当掺入比保持不变时,黏聚力随龄期线性增加,而内摩擦角随龄期线性减小;当龄期保持不变时,黏聚力随掺入比线性增加,且龄期越大,增加幅度越大;而与黏聚力相反,内摩擦角随掺入比线性减小,且龄期越大,减小幅度越小。     

基于吸力控制三轴试验的路基粉土抗剪强度及毛细黏聚力研究

针对湖南省某高速公路的路基粉土填料,开展了控制基质吸力的三轴试验,获取了基质吸力在0.05～300 MPa范围内粉土的抗剪强度,探讨了基质吸力与抗剪强度参数、应变软化幅度、脆性指数以及破坏模式的关系,并采用了两种预测模型对毛细黏聚力测试值进行拟合分析。结果表明,随着基质吸力上升,内摩擦角?′保持恒定,基本不受基质吸力和围压的影响,(σ-u_a)-τ平面上的破坏包络线逐渐向上偏移,导致了毛细黏聚力增大;当粉土含水率由最优含水率(13.1%)向饱和含水率(16.3%)变化时,基质吸力将快速减小,从而引起粉土抗剪强度的大幅衰减。同时,基质吸力越大,应变软化幅度和脆性指数越高,随着脆性指数由0向1变化,试样的破坏模式由鼓胀、多组剪切面向单一贯穿破坏面发展;对于本研究中的粉土,采用Vilar改进模型可以对毛细黏聚力进行较好的预测(R~2=0.94)。     

孔压静探在高速公路软基勘察中的应用——由孔压静探求解软基土的工程参数

以一维固结理论和孔穴扩张理论为基础,探讨了由孔压静探求解软粘土固结系数和不排水剪切强度的方法,并以在广东某高速公路软土深厚试验段所作的孔压静探试验为例,对地基土的固结系数和不排水剪切强度进行了估算,通过分析和对比,发现由孔压静探资料估算软粘土的固结系数和不排水剪切强度的方法是可行的.     

孔压静探在高速公路软基勘察中的应用——由孔压静探求解软基土的工程参数

以一维固结理论和孔穴扩张理论为基础，探讨了由孔压静探求解软粘土固结系数和不排水剪切强度的方法，并以在广东某高速公路软土深厚试验段所作的孔压静探试验为例，对地基土的固结系数和不排水剪切强度进行了估算，通过分析和对比，发现由孔压静探资料估算软粘土的固结系数和不排水剪切强度的方法是可行的。     

反复吸湿循环对原状残积土剪切特性的影响

为了研究反复吸湿循环下天然土体因吸力路径变化引起道路、桥梁等工程土体剪切特性变化的规律,开展了不同围压、吸力和反复吸湿条件下的非饱和土三轴试验研究,从有效应力原理、矿物成分和土水特征曲线(SWCC)滞回特性出发,对不同吸水条件引起的非饱和土剪切特性差异进行多角度分析和解释;同时,研究不同吸水次数后非饱和土体积变化趋势和SWCC滞回特性引起饱和度变化对土体强度的影响,深入分析土体抗剪强度吸水软化的原因。结果表明:脱湿路径下原状残积土表现出的延性和剪缩特性与正常固结土的剪切性状相似,而吸湿路径下土样具有的脆性和剪胀特性与超固结土相符;同一吸力条件下,第1次脱、吸湿路径的抗剪强度差值并不随有效应力的增加而增加;而相同围压下,第1次脱、吸湿路径的抗剪强度差值表现出随吸力增加而减小的趋势;多次吸水后,残积土总体积增加具有不可逆和滞后的特点,土体膨胀性和剪破特性与有效应力和吸力水平有关,应力水平越大,土体应变软化效应越明显;土体软化与水力滞回特性引起土体饱和度的变化和产生的不可逆变形(或累积不可逆变形)有关,多次脱吸湿循环产生的累积不可逆变形是导致土体强度下降的主要原因。研究结果对残积土边坡稳定性分析评价及其治理设计具有重要意义。     

软土的固结状态对抗剪强度影响的研究

排水固结法处理软土地基的主要目的是加速软土的排水固结,保证路堤填土加载与地基土抗剪强度的增长相匹配,减少工后沉降。为此,需要研究软土固结度对抗剪强度的影响,研究成果为区域性软基的设计和施工提供依据。通过直剪试验和单向压缩固结试验,研究了固结压力为100kPa时,软土抗剪强度及抗剪强度指标与固结度之间的关系。试验结果表明:当固结度小于20%时,固结度的变化对抗剪强度影响不大;当固结度大于20%时,不同法向应力作用下抗剪强度随固结度的增大而增大,基本上呈线性的增长关系;在同一固结度下,增大法向应力对抗剪强度的增加影响较小;区域软土内摩擦角随固结度的增加,总体上有所增加,在增加的过程有起伏,规律性不明显;黏聚力随固结度的增加而增大,当固结度较大时,增加较明显。     

剪切速率对心墙料应力-应变-强度特性影响

以两河口砾石土心墙料为对象,开展剪切速率对其力学性状影响的三轴固结排水试验研究,分析不同速率下应力-应变-强度特性的变化规律,并建立了强度参数随剪切速率变化的力学模型。发现砾石土在小围压下极易发生应变软化现象;对于同一围压不同剪切速率下,剪切强度随剪切速率的增大而增大;随着剪切速率的不断增大,强度参数有逐渐增大的趋势,最终趋于稳定。     

残积土高边坡稳定分析方法比较

边坡工程中,土体一般处于非饱和状态,非饱和土力学理论应用于边坡稳定分析已成为当今岩土工程研究中的一个热点。该文采用了3种强度指标(饱和固结排水三轴试验、非饱和不排水不排气三轴试验获得的强度指标和通过非饱和强度计算公式计算得到的强度指标)和2种稳定性分析方法(传统滑弧法和有限元法)对粤赣高速公路残积土高边坡进行了稳定分析比较。揭示了不同强度指标和计算分析方法对边坡稳定性分析结果的影响。