三轴试验中基于外衬塑布裂缝的偏应力计算.pdfVIP

第46卷 第 18期 人 民 长 江 Vo1．46，No．18 2015年 9月 Yangtze River Sep．， 2015 文章编号 ：1001—4179(2015)18—0070—05 三轴试验中基于外衬塑布裂缝的偏应力计算 徐 志 华 2 ，孙 大 伟4，张 国 栋 (1．三峡地 区地质灾害与生态环境湖北省协 同创新 中心，湖北 宜 昌443002； 2．湖北长江三峡滑坡 国家野外 科学观测研究站 ，湖北 宜 昌443002； 3．湖北省地质灾害防治工程技术研究中心，湖北 宜 昌443002： 4．三 峡大学 土木与建筑学院，湖北 宜 昌443002) 摘要 ：在常规三轴 固结排水剪(CD)试验 中，按照规范整理得到了 ( 一 )一s 曲线和 ￡ 一￡ 曲线，但发 现 由这两条 曲线确定 的临界状态点不一致 ，不符合经典 临界状态的定义。通过试验过程 中试样外衬塑布的裂 缝分布情况确定 了试样的剪切破坏面，得 出试样破坏面与试样 中心轴 的交点位置 随围压的变化规律 ，对计算 截面面积A的公式进行 了推导，提 出了偏应力计算取值 的新方法 。按照新方法计算 了 ～ 和 (17．一 ) ～s。曲线 ，且由该曲线确定的临界状态点趋于一致 ，符合土体达到临界状态时的宏观力学现象。 关 键 词 ：三轴试验 ；固结排水 ；临界状 态；偏 应力 中图法分类号 ：TU43 文献标志码 ：A D0I：10．16232／i．cnki．1001—4179．2015．18．叭8 重要 内容，决定 了临界状态线的分布规律。因此，对粗 1 研究背景 粒土达到临界状态时的应力取值研究十分重要 。 《高等土力学》中临界状态的定义为 ¨：当达到临 《水利水电土工试验规程》DL／T5355—2006规定 界状态时，塑性剪应变无限增大，塑性体积应变增量和 在三轴剪切试验 中 ，假定试样在试验过程 中为体积 有效应力增量为零 ，土体处于完全塑性状态，此时所有 等效的圆柱体 ，试样侧向受力均匀，且任意位置处的横 的有效应力终点均位于同一条直线 (应力 比等于 ) 截面面积大小相等 ，以此为基础进行偏应力计算 。 上 ，该直线称为 临界状态线。更通俗一 点地定 义 研究发现 ，三轴固结排水剪 (CD)试验过程中试 为 ：土体在荷载作用下达到应力不再变化 ，体积应 样并不是等体积 的圆柱体 ，而是呈鼓状形态 ，试样不同 变不再变化，而剪应变持续发展 的流动状态。 高度处横截面面积不等 ，其受力状态与规范 中等截面 学者们在土的临界状态方面进行 了一系列的研究 圆柱体的假定不符。因此 ，《水利水电土工试验规程》 工作 ：如张敏等研究 了含主应力旋转的应力路径对密 计算的偏应力与实际破坏面上的偏应力存在偏差 ，这 砂临界状态的影响 ；卞夏等对重塑黏土临界状态线 对临界状态时的偏应力取值存在影响。 随初始含水率的变化规律进行 了研究 ；刘恩龙等的 针对以上发现的问题，本文通过常规三轴试验发 研究指出，不同的固结应力时，在排水和不排水条件下 堆石料试样都趋于临界状态 ；孙海忠等在临界状态 现，按规范整理得到的 占 ～