粉细砂的真三轴试验与强度特性

粉砂岩三轴压缩条件下细观损伤特征的定量研究李晓娟;倪骁慧;孙斌祥;朱珍德;杜时贵【期刊名称】《煤炭学报》【年(卷),期】2012(037)004【摘要】首先利用RMT-150B岩石伺服试验系统,以不同围压（2,4,6,8,10 MPa）分别对大坦沙工程粉砂岩试样进行三轴压缩试验。

然后,利用扫描电镜（SEM）拍摄得到的大量细观损伤图片,运用数字图像技术获取微裂纹的细观几何信息,从方位角、长度、宽度、面积和数量对不同围压条件相应的粉砂岩细观尺度微损伤特征进行统计分析。

研究结果表明：三轴压缩条件下粉砂岩微裂纹的方位角、长度和宽度基本服从广义极限分布;微裂纹的方位角主要集中在与σ1作用方向成35°附近;随着围压的增长,仅有小部分微裂纹在长度尺寸上出现较大幅度的增长,而绝大部分微裂纹在宽度尺寸上基本不发育;经历三轴压缩试验的粉砂岩试样的能量耗散方式,主要以数量和长度两个方式进行。

【总页数】6页(P590-595)【作者】李晓娟;倪骁慧;孙斌祥;朱珍德;杜时贵【作者单位】绍兴文理学院土木工程系,浙江绍兴312000／河海大学岩土工程科学研究所,江苏南京210098／岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏南京210098;绍兴文理学院土木工程系,浙江绍兴312000／河海大学岩土工程科学研究所,江苏南京210098／岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏南京210098;绍兴文理学院土木工程系,浙江绍兴312000;河海大学岩土工程科学研究所,江苏南京210098／岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室,江苏南京210098;绍兴文理学院土木工程系,浙江绍兴312000【正文语种】中文【中图分类】TU459【相关文献】1.三轴压缩条件下黏性土微细结构随荷载变化动态调整的定量研究 [J], 胡昕;洪宝宁;周宇泉;孙秋;闵紫超2.压缩荷载条件下岩石细观损伤特征的研究 [J], 凌建明3.颗粒组构对砂土三轴压缩性状影响的细观分析 [J], 马泉坤; 徐舜华; 刘琨; 孙军杰; 田文通4.原状Q_2黄土三轴剪切细观结构演化定量研究 [J], 方祥位;申春妮;陈正汉;刘厚健;黄雪峰5.三轴压缩下岩石／混凝土的三维细观损伤模型 [J], 任中俊;彭向和;胡宁;杨春和因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

粉砂的动力特性试验研究结合某核电站取水明渠导流堤工程实例，对该工程地基土粉砂进行饱和固结条件下循环荷载试验以及共振柱试验，测定了动剪切模量、阻尼比与动剪应变幅的双曲线关系，分析了粉砂的动力变形特性。

为评价导流堤地基的地震稳定提供参数，同时对类似工程场地的地震安全性评价有良好的借鉴和参考价值。

标签：动模量阻尼比动强度0 引言关于砂土的动力特性试验研究，迄今已取得相当多的研究成果，内容涉及到振动三轴仪试验、共振柱和动三轴试验及液化试验等诸方面。

中密和较密的饱和砂土在循环剪切过程中，易造成间歇性液化和有限制的流动变形现象[1]。

Seed 等[2]在其早期所进行的饱和密砂固结不排水循环三轴试验中证明了这一现象的存在，给出了初始液化时循环剪应力比与循环次数间的相互关系。

本文结合某核电站取水明渠导流堤工程实例，对该工程地基土粉砂的动力特性进行了研究，得到一些具有规律性的结果。

1 试验方案1.1 试样试验所用土样为扰动的粉砂，试样制备时采用分层击实法成型。

试验用土样为圆柱形，直径3.91cm，高8.0cm。

1.2 試验设备和试验方法共振柱试验采用DGZ-1型多功能共振柱试验机，动强度采用DGZ-I型电磁振动三轴仪试验系统，依据《土工试验方法标准》及《土工试验规程》的有关规定。

2 动模量与阻尼比试验2.1 试验原理土的动应力、应变关系可用Hardin-Drnevich模型描述，其表达式为(1)(1)由此可得动割线剪切模量：(2)同时还可得到归一化后的无量纲表达式：(3)在上述各式中，τd——动剪应力，γd=动剪应变，γr=a/b——参考剪应变，a/b——试验参数，由试验数据确定。

此外，试验研究表明，阻尼比存在下述关系：(4)式中λ——与Gd对应的阻尼比，λmax——最大阻尼比，M——试验参数。

λmax，M由试验数据确定。

由试验测得的动剪切模量及阻尼比与剪应变的试验数据关系，利用上述公式和最小二乘法进行回归分析可得到所需要的试验参数。

收稿日期:2003205226作者简介:姜燕玲(19692),女,讲师.研究方向为岩土工程.　文章编号:1672-3961(2004)022*******粉砂土及其加筋土大三轴剪切试验及结果分析姜燕玲,宋修广(山东大学　土建与水利学院,山东　济南　250061)摘要:加筋复合体中,土工格栅的作用相当于给土体施加等效围压.在有限元计算中,可以用等效围压代替格栅的作用,加在土单元上,模拟筋材本身的单元并不出现.等效围压值的大小取决于筋材的变形.通过试验分析表明,当周围压力较大时,筋土同步变形,等效围压值容易确定,而周围压力小时,筋土不能同步变形,等效围压值难以确定.在有限元计算中,应注意此问题.关键词:大三轴试验;土工格栅;等效围压;同步变形中图分类号:T U472 文献标识码:AOn soil and polymer geogrid reinforced soil by large 2scale triaxialJ I ANG Y an 2ling ,　S ONG X iu 2guang(School of Civil Eng.,　Shandong Univ.,　Jinan 250061,　China )Abstract :The role of polymer geogrid in com posite reforced 2s oil is considered as an equivalent additional com 2press stress applied to the s oil skeleton.The equivalent additional com press stress can be used in FE M calcula 2tion in place of polymer geogrid.The value of the equivalent additional com press stress is decided by the defor 2mation of geogrid.It is showed by experiment that if round com press were large ,geogrid w ould deform in same pace with s oil and the value of The equivalent additional com press stress is easy to be decided.On the other hand ,if round com press were small ,geogrid couldn ’t deform in same pace with s oil and he value of the e 2quivalent additional com press stress is difficult to be decided.This problem should be considered in FE M.K ey w ords :experimental by large 2scale triaxial ;polymer geogrid ;equivalent additional com press stress ;de 2form in same pace0　前言 土工格栅与土相互作用比较复杂,至今尚处于研究之中.目前,加筋结构的数值方法,大致可分为两类:一类是将土工织物和土体分开计算,分别划分单元,用界面单元将土工织物单元与土体单元联系起来.这种分析方法称之为分离式分析方法;另一类是将土工织物和附近土体作为一种复合材料,即采用复合土体单元+土体单元计算,可称之为复合材料分析法.分离式的分析方法概念清楚,但是,它最大的困难在于土与筋材界面的性质难以模拟,土与加筋材料之间的相互作用机理还有待于进一步研究.当加筋层数很多时,这种方法将会很复杂,不便于应用,也影响了精度.复合材料分析法,由于加筋土体是各向异性的,又不是匀质材料,存在明显的尺　第34卷　第2期　V ol.34　N o.2 山　东　大　学　学　报　(工　学　版)JOURNA L OF SH ANDONG UNIVERSITY (E NGINEERING SCIE NCE )2004年4月　Apr.2004　寸效应,所以将室内试验的应力应变关系用于实际工程计算中,效果不理想.文献[1]认为加筋的作用相当于给土体提供一个等效围压.在土工格栅加筋土的数值计算中,可以用等效围压代替格栅的作用,加在土单元上,模拟筋材本身的单元并不出现,并用原土体的模型和参数计算.这个方法叫等效围压法,在弹塑性的计算中比较简便.等效围压法能否正确反映复合土体的本构关系,这取决于能否正确的确定等效围压值.等效围压值的大小取决于筋材的变形.目前,普遍认为筋材的变形等于土体的变形,即筋土同步变形,并以此来计算等效围压值.本次试验分析,给素土施加了筋土同步变形的等效围压值,检验施加了等效围压的素土能否与加筋土在应力应变关系方面等效;即比较它们在强度及变形方面是否能一致.如果它们在强度及变形方面能够一致或基本一致,说明筋土同步变形的假定符合实际,等效围压法可行,用于数值计算是可靠的.否则,需进一步改进.1　等效围压的概念及其理论方法Y ang 【2】引入“等效围压”的概念,把三轴试验中筋的作用当成一个附加围压.加筋土试验的内摩擦角<与未加筋土的内摩擦角几乎相同,只是增加了粘聚力c .李广信【3】等人提出,三轴试验中试样破坏时附加围压Δσ3f 与粘聚力增量Δc 的关系为Δσ3f =2Δc 3tan (45°-<2)(1)当筋材水平布置时,有Δc =R f k p /2Δh (2)式中,Δh 为布筋间距;R f 为试样破坏时筋材单位宽度所受的力.由(1),(2)可知Δσ3f =R f /Δh(3)上述概念主要针对加筋土的极限平衡状态,通常用于解施加筋土的强度机理.将这一概念加以引伸,在加筋土的应力应变关系中考虑筋材所能等效的附加应力.取加筋土中的土体进行计算.具体讲,就是在数值方法中,只出现土单元,筋材的作用仅当成外力(等效附加应力)加在土单元上,不考虑筋材的存在.2　大三轴剪切试验2.1　试验设备、材料和制备方法试验在应变控制式大型三轴仪(标准大型三轴仪型号为Y S 230)上进行的.试样直径D =300mm ,高度H =600mm ,剪切速率控制为2mm/min.试验用土为山东滨州黄河三角洲黄河冲积粉沙土,拉筋为土工格栅,其应力应变关系拟合曲线为T (kN/m )=11.57ε0.7381,其中,ε以百分数记.试样中加筋的层数n =2,其布置方法见图1.沿着试样高度方向均匀布筋,可以使试样各个部分受土工格栅的影响均等.图1　格栅布置图Fig.1　S ituation of geogrid2.2　试验方案与步骤土工格栅加筋土中格栅的作用相当于给土体增加了侧向围压【1】Δσ3,Δσ3是土工格栅由于土体变形而被动拉长的张力反作用于土体.Δσ3=R /ΔH ,R 是筋才试样单位宽度所受的力.(当三轴破坏为筋材拉断破坏时,R 即筋材的拉断强度,如果破坏是筋材的过度变形引起的,R 即试样破坏时筋中应变与其模量之积.)试验内容及步骤如下:①做土工格栅拉伸试验,并拟合拉力与应变关系曲线.拉力与应变关系曲线为T (kN/m )=11.57ε0.7381.其中,ε以百分数记,例如,应变为2%,则将ε=2代如上式.②做加筋土试验,分别在100kPa ,200kPa ,300kPa ,400kPa 围压下作加筋土大三轴试验.③做素土大三轴试验,将步骤②中每级围压下对应的Δσ3,加到相应的围压值上做大三轴试验.2.3　Δσ3的确定方法.Δσ3=T /ΔH ,T 为土工格栅的拉力,ΔH 为土工格栅的间距.在本次试验中,由于在试样的高度方向布有两层筋,所以T =2311.57ε0.7381,该式为土工格栅拉伸试验拉力与应变关系曲线拟合代数式.ΔH 为整个试样的高度,ε为在相应围压下加筋土大三轴试验侧向应变(筋土同步变形).以围压100kPa 为例,假设在100kPa 围压下,加筋土的横轴相应变为0.4%,则T =2311.5730.40.7381=11.76kN.相应　第2期姜燕玲,等:粉砂土及其加筋土大三轴剪切试验及结果分析77的等效围压Δσ3=11.76/0.6=19.6kPa.3　大三轴剪切试验结果分析加筋复合土体中,筋材的作用可以认为在土体上施加了一个等效围压Δσ3.Δσ3=R/Δh ,R 为筋材的拉力,与筋材的变形有关.为了验证等效围压法应用在数值计算中的可靠性,本文作了大三轴对比试验.第一步,做加筋土试验,分别在100kPa ,200kPa ,300kPa ,400kPa 围压下作加筋土大三轴试验.第二步,确定Δσ3.Δσ3=T/ΔH ,T 为土工格栅的拉力,ΔH 为土工格栅的间距.在本次试验中,由于在试样的高度方向布有两层筋,所以T =2311.57ε0.7381,该式为土工格栅拉伸试验拉力与应变关系曲线拟合代数式.ΔH 为整个试样的高度.在试验中先假定筋土同步变形,认为格栅的应变等于加筋土试样的侧向变形.ε为加筋土试样大三轴试验侧向应变.以围压100kPa 为例,假设,加筋土的侧向应变为0.4%,则T =2311.5730.40.7381=11.76kN ,等效围压值Δσ3=11.76/0.6=19.6kPa.本次试验周围压力分别为100kPa ,200kPa ,300kPa ,400kPa 时,复合土体大三轴试验对应的等效围压值分别为135kPa ,132kPa ,129kPa ,126kPa.第三步,做素土大三轴试验,将每级围压下对应的Δσ3,加到相应的围压值上做素土的大三轴试验.将试验结果加以整理,得到四组对比图,它们分别是:400kPa 围压加筋土与施加等效围压后素土应力应变特性曲线比较图(图2),300kPa围压加筋土图2　400kPa 围压加筋土与施加等效围压的素土应力应变关系对比图Fig.2　C omparis on of stress 2strain curves under400kPa ambient pressures与施加等效围压后素土应力应变关系对比图(图3),200kPa 围压加筋土与施加等效围压的素土应力应变关系对比图(图4),100kPa 围压加筋土与施加等效围压的素土应力应变关系对比图(图5).图3　300kPa 围压加筋土与施加等效围压的素土应力应变特性曲线比较图Fig.3　C omparis on of stress 2strain curvesunder 300kPa ambient pressures不难发现,图2与图3中,两条曲线吻合较好,即在300kPa ,400kPa 围压的条件下,土工格栅的作用与相应的等效围压的作用较为一致.而图4与土图5中,两条曲线分离的较明显,即在100kPa ,200kPa 围压的条件下,土工格栅的作用与相应的等效围压的作用有差别.分析认为,在较高围压下,土工格栅与砂土能够紧密结合,通过接触面的磨阻力、咬合力相互作用,实现对土体的约束,提高土体强度,减少土体变形.可以看到,400kPa 围压下,两条曲线的吻合程度要好于300kPa 围压下两条曲线的吻合程度.依次,300kPa 围压下,两条曲线的吻合程度要好于200kPa 围压下两条曲线的吻合程度;200kPa 围压下,两条曲线的吻合程度要好于100kPa 围压下两条曲线的吻合程度.而在较低围压下,格栅与土体接触不够紧密,接触面传递荷载的能力不强,格栅不能随土体同步变形,格栅的变形在一定程度上小于土体的变形.而本次实验施加的等效围压是假定土体与格栅同步变形,即格栅的应变等于土体的侧向变形,计算出来的.格栅的拉力为T (kN/m )=11.57ε0.7381,等效围压为Δσ3=T/ΔH(4),由以上两式可得出Δσ3=11.57ε0.7381/ΔH (5),由式(5)可以看出,在较小围压下,按照本次试验的　78　山　东　大　学　学　报　(工　学　版)第34卷　方法,相当于计算等效围压时,给式(5)代入一个大于格栅实际应变的ε值,得出的结果Δσ3要大于格栅的实际作用.这就是图4与图5中两条曲线不吻合的原因.但是,如果能够较为准确的测得格栅的应变,从而计算出较为准确的等效围压值,用于大三轴试验,根据图2和图3可以推断,将得出两条较为吻合的曲线.图4　200kPa 围压加筋土与施加等效围压的素土应力应变关系对比图Fig.4　C omparis on of stress 2strain curvesunder 200kPa ambientpressures图5　100kPa 围压加筋土与施加等效围压的素土应力应变关系对比图Fig.5　C omparis on of stress 2strain curvesunder 100kPa ambient pressures4　结论综合上述试验和分析,等效围压法理论上是可行的,在周围压力较高的情况下,公式较为准确,但在低围压作用下,需要对公式进行改进.结合本次试验结果,建议作如下修改:Δσ3=m ΔRΔH ,m 为与周围压力有关的修正系数,表示筋土协调变形关系,其值的确定需进一步深入研究.加筋复合土体的等效围压值计算应充分考虑筋土的同步变形,当周围压力较大时,筋土能够同步变形,筋材的作用可以用筋土协调变形的等效围压来代替;而当周围压力较小时,筋土不能同步变形,用来计算等效围压的筋材拉力值难以确定;即相应的等效围压值不容易确定.因此,在用等效围压的方法进行数值计算时,应考虑等效围压值的正确选择,使该方法能正确反映加筋土的本构关系,使计算结果符合实际.参考文献:[1]介玉新,李广信.加筋土数值计算的等效附加应力法[J ].岩土工程学报,1999,(5):6142616.[2]Y ANG Z.S trength and deformation characteristics of rein forcedsand[R],Los Angeles :University of California ,1972.[3]李广信.加筋土体应力变形计算的新途径[J ].岩土工程学报,1994,16(3):46253.(编辑:董程英)论文排列说明本刊设有材料、机械、能源、动力、电气、信息、控制、计算机、化工、建筑、土木、水利、环境、管理、工程基础科学(工程数学、工程力学、工程物理、工程化学、工程天文、工程地质、工程仿生、人体工程等)等栏目.录用的论文收入相应栏目内.排列各栏目时,参照了中图分类号的规则.　第2期姜燕玲,等:粉砂土及其加筋土大三轴剪切试验及结果分析79。

粉砂质泥岩不同加载控制方式下三轴压缩试验研究李蕊;胡新丽;丛璐;徐腾飞【摘要】The triaxial compression tests of silty mudstone from landslide were conducted in Majiagou,Zigui County. The deformation features under two loading control modes consisting of strain and stress were analyzed to obtain a relative safe and appropriate loading mode. The results show: At the beginning of the loading,both of axial and circumferential stain curve present good linear characteristics under two loading control modes,the differences of deformation characteristics are significant after peak strength. Under the axial stress loading control mode,internal friction angle is relative larger,and the friction is relative higher during the rock deformation and failure resistance. Under the circumferential displacement loading mode,cohesion is relative larger during the the rock deformation and failure resistance. The fracture modes are mainly shear-tension fracture with the low confining pressure and shear fracture with the high confining pressure; under the axial stress loading control mode,the damage degree of the specimens is oppositely severe,and the integrity of the specimens under the circumferential displacement loading control mode is better. It shows that internal material in the rock mass achieves loading capacity slowly to decrease the possibility of catastrophe with a constant increasing circumferential displacement.%对秭归县马家沟滑坡中粉砂质泥岩开展三轴压缩试验,分析在应力和应变两种加载控制方式下岩石的变形破坏特征,以获取相对安全合适的试验加载方式.结果表明:在加载初期,各围压下两种加载控制方式的轴向应变和环向应变曲线具有较好的线性特征,峰值强度后变形特征差异显著;轴向应力加载控制方式下得到的岩石内摩擦角相对更大,摩擦力抵抗岩石变形破裂的能力相对较高,而环向位移加载控制方式下黏聚力抵抗岩石变形破裂的能力相对较高;试件破坏模式主要为低围压下的剪切-张拉破坏和较高围压下的剪切破坏,在轴向应力加载控制方式下试件的破坏程度相对剧烈,而环向位移加载控制方式下试件完整性相对较好,表明试件在环向变形量等速增加的制约下,岩石内部材料缓慢地达到承载极限,降低了灾变的可能性.【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2016(000)004【总页数】4页(P149-152)【关键词】粉砂质泥岩;三轴压缩试验;加载控制方式;变形破坏特征;强度参数【作者】李蕊;胡新丽;丛璐;徐腾飞【作者单位】中国地质大学( 武汉) 工程学院,湖北武汉 430074;中国地质大学( 武汉) 工程学院,湖北武汉 430074;中国地质大学( 武汉) 工程学院,湖北武汉 430074;深圳市市政设计研究院有限公司,广东深圳 518000【正文语种】中文【中图分类】TU411.5岩石属非均质、不连续、各向异性的介质，开展岩石三轴压缩试验是研究其基本力学特性的重要手段之一。

巴东组紫红色泥质粉砂岩损伤特性三轴试验研究周峙;张家铭;刘宇航;刘江【摘要】This paper presents the triaxial test results of purple argillaceous siltstone of the Badong formation, which is encountered in the Yichang to Badong Highway. It is found based on the study of stress-strain full procedure curves that the essence of the destruction of the strength of rock is the continual emergency, expansion, accumulation and degradation of native joints. The characteristics of the initial damage are discussed in this paper and the results show that there is a liner relationship between the logarithmic of principal stress difference and the confining pressure. The infinitesimal strength of rock is assumed to obey the Weibull random distribution. The parameter of the infinitesimal strength of rock is reasonably derived and the constitutive model of damage and softening which reflect the whole process of rock failure is established. The parabolic mathematical relationship between the damage variable and the principal stress difference is also analyzed based on the Weibull random distribution. Finally, a conclusion is drawn that the constitutive model of damage and softening is reasonable through the comparison between the test data and the model data.%以宜昌至巴东高速公路中典型的巴东组紫红色泥质粉砂岩为对象,对其进行三轴压缩试验.通过对三轴应力-应变全过程分析表明:岩石破坏的实质是原生节理裂隙的不断扩展、累积、劣化的过程,其应力应变过程可分为线性弹性段、屈服段、应变软化段以及塑性流动四个阶段.基于试验结果探讨了泥质粉砂岩的初始损伤特性,分析结果表明:泥质粉砂岩的初始损伤时的主应力差对数与围压呈线性关系.同时,假定岩石微元强度服从Weibull随机分布的特点,合理推导了岩石微元强度的参量,建立了反映岩石破裂全过程的损伤软化本构模型,分析了基于Weibull分布的损伤变量与主应力差的抛物线数学关系,并结合试验数据与模型数据进行对比,分析该损伤软化本构模型是合理的.【期刊名称】《水文地质工程地质》【年(卷),期】2012(039)002【总页数】6页(P56-60,73)【关键词】泥质粉砂岩;三轴试验;Weibull分布;损伤【作者】周峙;张家铭;刘宇航;刘江【作者单位】中国地质大学(武汉)工程学院,武汉430074;中国地质大学(武汉)工程学院,武汉430074;中国地质大学(武汉)工程学院,武汉430074;湖北宜巴高速公路建设指挥部,兴山443700【正文语种】中文【中图分类】TU458.+3在自然状态下，岩石是一种含微观裂隙的多孔隙介质，大多数工程结构的失稳和破坏，多因各种微观裂隙的扩展而形成，学者也将岩体材料中这种微观裂隙扩展、累积、劣化称为损伤［1］。

砂岩三轴试验报告一、实验目的砂岩是岩石工程中应用较广泛的岩石类型之一、本次实验旨在通过三轴试验的方法，研究砂岩在不同应力状态下的变形特性，分析其力学性质，为砂岩的岩石力学理论研究和工程设计提供依据。

二、实验原理三轴试验是材料力学中常用的试验方法之一，通过施加三向应力（正应力和剪应力）来模拟实际岩体在不同地质条件下的力学行为。

在三轴试验中，我们将砂岩作为试样，施加不同的正应力和剪应力，然后观察其应变特性和破坏模式。

三、实验步骤1. 准备试样：选取砂岩块状试件，尺寸约为2cm×2cm×2cm，并充分干燥。

2.安装试样：将试样放置在三轴仪上，使其与试验装置接触紧密。

3.施加正应力：通过慢速施加载荷来逐渐增加正应力，记录正应力和相关变形数据。

4.施加剪应力：在达到目标正应力后，开始施加剪应力，记录相关数据，观察破坏情况。

5.数据处理：根据实验数据绘制应力－应变曲线和应力沉降曲线，进行分析和讨论。

四、实验结果根据实验数据，可以绘制出砂岩的应力－应变曲线和应力沉降曲线。

从实验结果可以看出，在施加正应力的过程中，砂岩样品会逐渐发生塑性变形，强度逐渐增加。

当施加到一定正应力时，砂岩开始发生剪切破坏，慢慢形成剪应力。

五、实验讨论1.砂岩的变形特性：根据实验结果，砂岩样品在受到正应力的作用下会发生弹性变形和塑性变形，当正应力增加到一定程度时，会发生破坏。

这说明砂岩具有一定的抗压能力，但也存在一定的塑性变形能力。

2.变形特性与地质条件的关系：砂岩的变形特性与其成岩过程和地质结构有关。

若砂岩成岩过程中压实充分，颗粒结合良好，则其抗压能力较强，塑性变形能力较低。

若成岩过程中压实不充分，颗粒结合较差，则其抗压能力相对较低，塑性变形能力较高。

3.实验误差：在实验中，由于实验条件的限制，无法完全模拟实际地质条件，因此实验结果可能存在一定误差。

4.实验优化：为了获得更精确的实验结果，可以进一步改进实验方法和装置，提高实验数据的可靠性和稳定性。

关于粉砂\粉土常规静力三轴剪切试验结果的探讨作者：田静成王跃新来源：《科技资讯》2011年第16期摘要:常规静力三轴剪切试验是室内土工试验中测定土体抗剪强度的主要方法,本文对静力三轴试验的试验设备、原理、方法做了简单陈述并给出了粉砂、粉土的部分相关试验结果。

关键词:静力三轴剪切试验试验设备原理方法中图分类号:TU4 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2011)06(a)-0066-01常规静力三轴剪切试验(简称静三轴试验)是室内土工试验中测定土体变形、强度参数主要方法。

相对于原位试验而言,室内静三轴试验能比较明确、容易地控制土体受力的边界条件[1],不仅能够测得土体的抗剪强度指标,而且能够获得土体在剪切过程中的偏应力与轴向应变关系、孔隙水压力与轴向应变关系或体积变化与轴向应变关系,而且通过上述试验结果还可以获得土体非线性本构模型的相关参数,因此被国内外岩土工程界广为采用。

1 静力三轴剪切试验设备三轴试验仪是Casagrande于20世纪30年代发明的。

主要包括以下几个组成部分:三轴压力室、轴向加荷系统、轴向压力量测系统、周围压力稳压系统、孔隙水压力量测系统、轴向变形量测系统、反压力及体变系统、计算机数据采集和处理系统程序。

2 静力三轴剪切试验原理常规静力三轴剪切试验的主要步骤如下:将土试样放在密封的压力室中,孔隙水通过试样下端的透水石与孔隙水压力量测系统连通,并通过上端透水石与排水管和体变管连通。

向压力室内施加压力,使试样受到各向相等的压力σ3,应力状态如图1(a)。

然后通过抬高底座对试样施加竖向压力,保持水平向主应力保持不变,而竖向主应力逐渐增大,直到试件受剪破坏,如图1(b)。

试样受到各向均等应力σ3时,应力圆为一点;随着主应力差(σ1-σ3)的逐渐加大,应力圆随之扩大,如图1(d)中虚线圆。

作出(σ1-σ3)～εa的关系曲线(如图1c),确定剪破时主应力差(σ1-σ3)f及大主应力σ1f =(σ1-σ3)f+σ3。

第21卷第5期2012年10月自然灾害学报JOURNAL OF NATURAL DISASTERS Vol．21No．5Oct．2012收稿日期：2011－11－28；修回日期：2012－01－10基金项目：国家自然科学基金资助项目（41272324）；湖南省教育厅重点资助项目（09A028）；湖南省科技计划项目（2010FJ3046）作者简介：高文华（1962－），男，教授，博士，主要从事岩土工程和地下结构工程研究．E-mail ：wenhuagao@163．com 文章编号：1004－4574（2012）05－0127－08分级加卸载下深部粉砂岩三轴蠕变特性试验研究高文华，刘正，刘栋，赵延林（湖南科技大学岩土工程研究所，湖南湘潭411201）摘要：采用分级增量循环加卸载方式，对湖南湘煤集团牛马司矿业公司水井头煤矿－300米东大巷二煤层底板粉砂岩进行了三轴蠕变特性试验，详细探讨了其轴向蠕变和变形模量的变化特征，分析了围压对蠕变和破坏的影响；研究了该类岩石各蠕变阶段非线性黏弹塑性变形特征。

试验结果表明，在围压条件下，加速蠕变阶段较明显，岩样经过典型的蠕变三阶段后产生明显的黏塑性破坏；变形模量随应力水平的增大和时间的增长逐渐减小，直至趋于某一稳定值；瞬弹应变、瞬时总应变、粘弹性应变和总蠕变均随应力水平增大而增大；围压越大，岩石蠕变值越小，变形模量越小，塑性变形所占比重越大，非线性流变越明显。

加大围压可以减缓岩石的蠕变破坏时间，围压越大破坏时的应变值也越高。

表明围压对岩石蠕变有明显的约束作用。

关键词：分级加卸载；三轴蠕变；黏弹塑性；粉砂岩中图分类号：TU413文献标志码：AExperimental study on triaxial creep behavior of deepsiltstone under stepwise loading and unloadingGAO Wenhua ，LIU Zheng ，LIU Dong ，ZHAO Yanlin（Geoengineering Institute ，Hunan University of Science and Technology ，Xiangtan 411201，China ）Abstract ：By means of stepwise incremental cycling loading and unloading ，the experiment was done on triaxial creep properties of siltstone at the floor of coal seam II in east roadway beneath 300m of Shuijingtou coalmine of Ni-umasi Mining Company of Hunan Xiangmei Group．The characteristics of axial creep and deformation modulus were discussed here in detail．The influence of confining pressures on creep and destruction was analyzed．The nonlinear viscoelasto-plastic characteristics of the siltstone in each creep stage were studied．The test results show that the stage of accelerating creep is obvious under the conditions of confining pressure and the viscoplastic strain damage occurs after typical three phases of creep．With the growth of stress level and time ，deformation modulus decreases gradually until it tends to be a constant value．The instantaneous elastic strain ，instantaneous total strain ，viscoelas-tic strain and total creep all increase with the growth of stress level．The higher the confining pressure is ，the smal-ler the value of creep and the deformation modulus is ，the greater the proportion of plastic deformation is ，and the more obvious the nonlinear rheological property is．The time of creep damage can be slowed down by increasing confining pressure．The larger the confining pressure is ，the higher the damaged strain is．All these experiments show that the confining pressure has obvious constraint effect on rock creep．Key words ：stepwise loading and unloading ；triaxial creep ；viscoelasto-plasticity ；siltstone自然灾害学报第21卷随着矿山开采深度的不断增加，井下巷道将处在更高的应力环境中。

例析饱和粉细砂水泥土强度特性试验0 引言水泥土搅拌桩是一种以水泥作为固化剂，就地将原位土和水泥浆或水泥粉强制搅拌，使原位土硬结成具有整体性、水稳性和一定强度的水泥加固土的软土地基处理方法[1]。

为了使水泥土的强度能够满足工程设计的需要，通常需要在室内进行水泥土配合比试验，从而得到水泥土强度随水泥、粉煤灰掺入比、养护龄期、水泥强度等级等影响因素的变化关系[2-5]。

依托新建铁路格尔木至库尔勒线DK16+108-DK56+950段水泥土搅拌桩地基处理工程开展了饱和粉细砂水泥土的强度特性试验，探究了饱和粉细砂水泥土无侧限抗压强度随二灰掺入比、养护龄期、粉煤灰掺入量、水泥强度等级等因素的变化规律，以期为水泥土搅拌桩地基处理工程的成功实施提供设计及施工参考。

1 试验研究方法水泥土室内配比试验是确定水泥土搅拌桩设计及施工现场配合比的重要依据[6]，为使试验具有地区统一参考价值，本次试验研究参照《水泥土配合比設计规程》进行[7]。

1.1 试验材料（1）土样：本次试验用土取自新建铁路格尔木至库尔勒线DK16+108-DK56+950段探坑内。

将现场采集的土样经风干、碾碎、过5mm筛后备用。

（2）固化剂：采用祁连山P.O 32.5、P.O 42.5普通硅酸盐水泥，粉煤灰为兰州某电厂Ⅰ级粉煤灰，二灰掺合料中水泥与粉煤灰按质量比为2：1掺合。

（3）水：试验用水为室内自来水。

1.2 试样制备根据试验设计方案，分别称取土样、水泥、粉煤灰和水的质量，配置水灰比0.45，含水量30%，二灰（水泥、粉煤灰掺合料）掺入比aw分别为9%、12%、15%、18%和24%。

将水泥、粉煤灰、土样掺合后人工拌合均匀，在选定的试模（70.7mm×70.7mm×70.7mm）内先装入一半试样，放在振动台上振动1min后，装入其余试料后再振动1min，并将试件表面刮平，不同掺入比、不同龄期的试件分别制作6个。

1.3 试件拆模与养护将制备好的试膜放置在环境温度20℃±5℃条件下48h后拆模，对每个试件分别进行编号、称重后置于室内水中（20℃±1℃）养护。

潮白河地区饱和粉细砂真三轴试验及本构模型研究潮白河地区是一个地质条件复杂的地区，其中的粉细砂是该地区的主要土层。

为了深入了解粉细砂的力学特性，研究人员进行了一系列的真三轴试验，并开展了相应的本构模型研究。

真三轴试验是一种常用于研究土壤力学性质的实验方法。

在该试验中，研究人员选择了潮白河地区 typic loamy sand 土壤作为试验样本，将其置于真三轴试验仪中进行加载。

试验过程中，研究人员控制了应力路径、加载速率和排水条件等参数，以模拟实际工程中土壤所受到的力学环境。

通过对试验数据的分析，研究人员得到了粉细砂的力学参数，如剪切强度、压缩模量和剪切模量等。

在本构模型研究中，研究人员根据真三轴试验的结果，提出了适用于潮白河地区粉细砂的本构模型。

本构模型是用以描述土壤在不同应力状态下的变形特性的数学模型。

研究人员基于试验数据，建立了适用于粉细砂的本构模型，并通过与试验数据的比较进行了验证。

研究发现，所提出的本构模型能够较好地预测粉细砂的变形特性，并能够在工程实践中得到应用。

本研究的结果对于潮白河地区的工程设计和施工具有重要意义。

粉细砂是一种常见的土层，在工程中经常遇到。

通过深入研究粉细砂的力学特性，可以更准确地预测其变形行为，为工程设计提供可靠的依据。

此外，本研究还为潮白河地区的土壤力学研究提供了新的思路和方法。

通过真三轴试验和本构模型研究，可以更全面地了解土壤的力学特性，为地区的工程建设提供技术支持。

综上所述，潮白河地区饱和粉细砂真三轴试验及本构模型研究为该地区的土壤力学研究提供了重要的数据和方法。

通过深入研究粉细砂的力学特性，可以为工程设计和施工提供可靠的依据，推动地区的工程建设进一步发展。

粉细砂的工程特性及其在筑堤工程中的应用随着我国建筑工程的快速发展，随之而来的是施工技术以及施工材料的大为改善。

在我国的筑堤工程中，必须要保证筑堤工程质量的过关，才能在最大程度上保证人们的生命安全和财产安全。

随着我国工程的施工技术和施工材料的不断改善和发展，在筑堤工程中，必须要合理的运用具有高水平的施工技术，选择高质量的施工材料，才能在根本上保证筑堤工程的质量安全。

目前在我国筑堤工程中，大都都是选择粉细砂作为筑堤的材料，因此，为了保证筑堤工程质量的过关，必须要对粉细砂的工程特性进行有效地分析，使其在筑堤工程应用中发挥出本身最大的作用。

标签粉细砂；工程特性；筑堤工程；有效应用在我国筑堤工程相关规定中明确指出：粉细砂不宜作为堤身的填筑材料，但是可以采取相应的处理措施以此来应用粉细砂。

如果在筑堤过程中，大量的使用土料，会减少大量的耕筑堤材料在一定程度上是最为有效的一种方法。

因此，在筑堤工程中选择粉细砂，必须要对粉细砂的工程特性进行全面的分析，找出其具备的缺点，制定相应的解决措施，从而提高粉细砂在筑堤工程中的应用，保证筑堤工程质量水平的过关。

一、粉细砂的工程特性1、组成粉细砂的颗粒砂土一般都是具备着无粘性质的散体，没有可塑性。

通常天然的砂土都是具备着不同的物理状态，通常都是从密实到疏散。

粉细砂的颗粒一般都是呈现粒状，粉细砂颗粒类似于圆形形状，在堆积时都处于单粒结构的状态，并且每个单粒之间可以相互支撑，从而保证工程粉细砂筑堤工程结构的稳定。

但是在实际情况中，实际的砂土颗粒形状并不是类似于圆形，而且都是由大小不一的颗粒进行混杂，从而出现较大的孔隙，容易导致工程结构出现架空的现象。

2、粉细砂具备的无粘性当两个颗粒带有带电特性时，其相互靠近时，从而会在这两个颗粒中的阳离子和水分子会不断的相互吸引，使这两个颗粒相互连接，以此在其中产生相应的粘性。

但是在粉细砂颗粒中缺少带电特性的粘土颗粒，从而，粉细砂颗粒并不能相互连接，相互粘连，所以粉细砂具备着无粘性的特征。