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三向应力状态下应力路径对土体的变形特性的影响作者：朱志政庄心善何世秀来源：《科教导刊》2010年第21期摘要对粉质粘土进行固结不排水真三轴剪切试验,探讨了三向应力状态下应力路径对土体的变形特性的影响,研究结果表明:土体在三向受力状态下,应力路径土体的变形特性的影响显着,平面应变加载试验试样在整个剪切过程中表现为剪缩性,平面应变卸荷试验试样在固结压力较低时表现为剪胀性,在固结压力较高时试样表现为先剪缩再剪胀。
关键词应力路径真三轴试验三向应力中图分类号:TU4文献标识码:A0 引言应力路径对土体的变形特性的影响是一个十分复杂的课题。
大量的试验研究表明,土的应力-应变关系是非线性的,应力路径不同则土体的变形也不同,且与其受的应力状态密切相关。
基于这种认识,我们利用真三轴仪,分别就同一种土在不同的应力路径下,对土体进行固结不排水的平面应变加荷与平面应变卸荷两种不同系列的试验研究,来探讨三向应力状态下应力路径对土体的变形特性的影响。
1 不同应力路径试验1.1 开挖过程中土体的应力路径在软土中进行基坑开挖,由于开挖卸荷改变了原位土体的应力场及地下水等环境因素的变化,土体中平均正应力下降,偏应力则大增,其应力释放及变形过程是十分复杂的,为了便于分析,我们将开挖过程中土体的应力路径做一定的简化。
由于开挖卸荷,支挡结构在两边土压力作用下,将产生水平变位,因此土体的应力状态可简化为是竖向应力基本保持不变,水平向应力在静止侧压力与主动土压力水平分量之间变化;同时基坑底部会产生隆起,应力状态是竖向卸荷量大于横向卸荷量,总体上可简化为竖向卸荷,横向荷载保持不变。
1. 2 试验方案在真三轴仪上,我们进行了两种应力路径试验。
一是对基坑周边为主动区土体的卸荷应力路径进行模拟,其应力状态是竖向荷载不变,横向卸荷,即1不变,3减小,并控制2方向上的应变为零;二是为了对比分析的加载应力路径,应力状态为竖向加荷,横向荷载保持不变,1即增加,3不变,并控制2方向上的应变为零。
考虑应力路径影响的吹填土蠕变特性杨爱武;张艳【期刊名称】《土木建筑与环境工程》【年(卷),期】2014(036)003【摘要】为研究应力路径对长期变形的影响,利用WF应力路径试验仪,采用分级加载的方式,对天津滨海新区吹填土进行了减P路径(DEP)、等P加载路径(CNP)、增P加载路径(INP)3种应力路径下的蠕变试验.试验结果表明,在相同偏应力条件下,DEP、INP和CNP 3种应力路径下的蠕变应变值依次减小,蠕变稳定阶段变形速率按DEP、CNP、INP 3种应力路径的顺序依次增大;减P和等P应力路径下的蠕变试验中,孔隙水压力均为负值,且随着偏应力的增大而减小,而增P应力路径下蠕变试验中,孔隙水压力随着偏应力的增大而增大;减P和等P加载路径下长期强度高于增P应力路径下的长期强度.最后,运用二次多项式对3种路径应力应变等时曲线进行了拟合,效果较佳.【总页数】6页(P24-29)【作者】杨爱武;张艳【作者单位】天津市软土特性与工程环境重点实验室,天津300384;中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室,武汉430071;天津市软土特性与工程环境重点实验室,天津300384【正文语种】中文【中图分类】TU411.3【相关文献】1.滨海吹填土固结蠕变特性试验研究 [J], 雷华阳;刘景锦;郑刚;贾亚芳;康景文;孙铁2.滨海吹填土固结蠕变特性试验研究 [J], 雷华阳;刘景锦;郑刚;贾亚芳;康景文;孙铁3.考虑应力路径影响的吹填土结构性特征研究 [J], 杨爱武;雷超炜;刘琦;孔令伟4.考虑中主应力影响的吹填土结构强度研究 [J], 杨爱武;杜东菊;李佐良;闫澍旺5.考虑不同波形影响的主应力轴连续旋转下吹填土动力特性研究 [J], 杨爱武;杨少坤;于月鹏因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
不稳定土壤中应力状态的试验和数值研究引言不稳定土壤是指受到外部因素（如震动、水流等）影响而导致破坏、滑动或塌陷等现象的土壤。
研究不稳定土壤中的应力状态对于工程施工、地质灾害预防等方面具有重要意义。
本文将从试验和数值两个方面，全面探讨不稳定土壤中的应力状态问题。
试验研究试验方法在研究不稳定土壤中的应力状态时，试验是必不可少的手段。
根据不同的研究目的和条件，可以采用不同的试验方法。
以下是常用的几种试验方法：1.传统压实试验：通过逐层加压、控制压实度等操作，研究不稳定土壤在不同应力状态下的变形和强度特性。
2.三轴剪切试验：通过施加垂直和水平应力，模拟土壤的实际受力状态，研究土壤的强度、变形性能。
3.动力三轴试验：将动力荷载引入三轴剪切试验中，模拟土壤在震动等外界力作用下的应力状态，研究土壤的动力响应特性。
4.水力剪切试验：在土壤试样内施加水流，通过测量土壤的渗透特性、随时间变化的应力状态等，研究不稳定土壤在水流作用下的力学行为。
试验结果与分析根据进行的试验，得到了一系列关于不稳定土壤中应力状态的实验数据。
通过对实验数据的分析，可以得到以下结论：1.随着压实应力的增加，土壤的密实度逐渐增大，内摩擦角逐渐增大。
2.在一定应力范围内，土壤的体变特性呈现非线性变化，即随应力增加，土壤的体积收缩率逐渐减小。
3.土壤在动力荷载下的强度和变形特性与静力条件下存在差异，动力荷载引起的动力响应会导致土壤产生液化等不稳定现象。
数值研究数值模拟方法数值模拟是研究不稳定土壤中应力状态的重要手段之一。
通过建立数值模型，可以模拟不同条件下土壤的力学行为，得到应力状态的分布。
以下是常用的数值模拟方法：1.有限元方法：将土壤划分为有限个单元，通过求解每个单元的力学平衡方程，得到土壤的应力分布。
2.离散元方法：将土壤看作由许多颗粒组成的离散体系，通过求解颗粒间的力学关系，得到土壤的应力状态。
3.边界元方法：将土壤的边界作为计算的主要对象，通过边界上的应力边界条件，求解土壤内部的应力场。
应力路径试验新方法及腾格里沙漠砂的真三轴试验验证应力路径试验新方法及腾格里沙漠砂的真三轴试验验证摘要：应力路径试验是土力学中的重要实验方法之一，用于研究土体在复杂应力状态下的力学性质。
本文介绍了一种新的应力路径试验方法，并以腾格里沙漠砂为例进行了真三轴试验验证。
结果表明，该方法可以有效地模拟实际工程中的应力状态，为土力学领域的研究提供了新的思路和实验手段。
1. 引言应力路径试验是研究土体力学性质的重要手段之一，通过改变应力状态来模拟土体在实际工程中的受力情况。
传统的应力路径试验方法存在一些不足，如无法模拟复杂应力状态等。
因此，本文提出了一种新的应力路径试验方法，并以腾格里沙漠砂为例进行了验证。
2. 方法2.1 新的应力路径试验方法本文提出的新的应力路径试验方法是基于真三轴仪的。
真三轴试验仪能够对土体施加三个正交方向的压力，并通过控制仪器内外围布置的应变计、压力计等传感器来测量土体应变、应力数据，从而得到土体力学性质的参数。
2.2 腾格里沙漠砂的样本制备为了进行实验验证，本文从腾格里沙漠中采集了一些原始砂样，并经过筛分和干燥等步骤进行了初步处理。
然后，将样本置于真三轴仪中，按照既定的应力路径进行试验。
3. 结果与讨论在真三轴试验中，我们通过改变三个方向上的应力大小、方向等参数来模拟复杂的应力状态。
通过测量土体的变形、应变、应力等数据，分析土体的力学性质。
实验结果表明，腾格里沙漠砂在不同应力状态下的力学性质存在一定的差异，通过新的应力路径试验方法可以更准确地揭示这种变化规律。
4. 结论本文介绍了一种新的应力路径试验方法，并以腾格里沙漠砂为例进行了真三轴试验验证。
结果表明，该方法可以有效地模拟实际工程中的应力状态，为土力学领域的研究提供了新的思路和实验手段。
此外，通过对腾格里沙漠砂的验证实验，我们还揭示了该土壤在不同应力状态下的力学性质变化规律，为相关工程项目的设计和施工提供了理论依据。
5. 局限性和展望虽然本文提出的新的应力路径试验方法能够模拟土体在复杂应力状态下的力学性质，但其局限性也不可忽视。
温度应力路径对原状海洋土强度特性影响研究张鑫蕊;孔纲强;杨庆【期刊名称】《岩土工程学报》【年(卷),期】2024(46)2【摘要】室内温度和海底原位温度的差异导致传统测量所得海洋土物理力学参数存在一定差异。
基于温控三轴仪,对我国南海原状海洋土进行了固结不排水剪切试验,实测了海洋土体变、强度、孔压以及模量的变化,探讨温度、温度循环、围压、超固结比等因素对原状海洋土力学性质的影响规律。
试验结果表明:升温梯度增大会使正常固结海洋土热固结程度增大,其对应的排水体积和强度也增大;升温对超固结海洋土的排水体积具有增强作用,而温度降低了海洋土的强度;温度循环作用对超固结海洋土的排水体积具有增强作用,其对应的强度也增大;本文试验条件下,当OCR=1时,海洋土25℃下不排水抗剪强度测量结果比5℃下测量结果提高8.0%;当OCR=4时,海洋土25℃下不排水抗剪强度测量结果比5℃下测量结果降低1.9%;经过温度循环5℃—45℃—5℃后的抗剪强度比5℃提高了11.9%;4次或10次温度循环后分别提高了13.8%和17.8%。
【总页数】9页(P357-365)【作者】张鑫蕊;孔纲强;杨庆【作者单位】河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室;大连理工大学海岸与海洋工程国家重点试验室;苏州科技大学土木工程学院【正文语种】中文【中图分类】TU43【相关文献】1.应力路径对固结排水条件下饱和原状黄土变形与强度特性的影响2.固结应力比对不同应力路径下饱和原状黄土孔压特性的影响3.不同应力路径下粗粒土的应力应变强度特性4.冷端温度及解冻条件对原状海相软土冻融前后物理特性影响研究5.复杂应力条件下原状饱和海洋黏土孔压与强度特性因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
上海第④层粘土在不同应力路径下的力学特性实验与统一本构模拟上海粘土的物理力学特性已有许多研究成果,但是第④层土的结构性鲜有学者进行全面的研究。
而结构性的存在会导致原状土在不同应力路径下表现出与重塑土完全不同的力学特性,故研究上海第④层粘土在不同应力路径下的力学特性及统一本构模拟可以为实际工程提供理论基础,具有十分重要的意义。
本文利用块状和薄壁取土法取得上海不同区域的第④层土,对其进行了常规固结、三轴剪切、真三轴剪切等不同应力路径实验,研究了第④层原状与重塑粘土在不同应力路径下的力学特性特性。
根据实验结果,对TS-Zhang模型进行了一定程度的修正,使之更能适合上海软粘土在不同应力路径下的力学特性曲线。
提出了新的参数确定方法,统一本构模拟过程。
同时利用SEM电镜扫描实验研究了第④层土在固结过程中土颗粒、孔隙的变化情况。
主要的研究成果如下:(1)原状土的一维固结实验结果证实,上海第④层原状土沿各个方向的压缩指数不相同,其中0°方向大于大于90°方向压缩指数,这说明了上海第④层粘土具有初始各向异性。
土体微观SEM图片表明上海第④层粘土颗粒呈薄片状,0°方向薄片颗粒之间以面与面接触为主。
90°方向以边与边的接触为主,微观构成的不同造成了土体的宏观初始各向异性。
从压缩指数方面推断,颗粒之间的面与面的接触稳定性要强于边与边的接触。
(2)三轴剪切实验结果证实,上海第④层软粘土在剪切过程中会同时受到超固结比消散与结构衰减的影响。
统一本构模拟结果证实,在剪切过程中,超固结比的消散速率要远远大于结构性的衰减速率。
低围压的剪切过程中,土体首先以受到超固结比消散的影响为主,然后受到结构性衰减的影响。
而围压较高时,土体主要受到结构性衰减的影响。
这解释了在较低围压下,上海第④层软粘土的有效应力路径与较大围压下完全不同的原因。
由于上海第④层软粘土结构性的衰减导致在相同条件下的三轴排水剪切过程中,原状土的体变量为重塑土的2倍。
不同应力路径下饱和粉土强度与变形特性试验研究
秦鹏飞;谢晓杰;马玉林
【期刊名称】《长江科学院院报》
【年(卷),期】2016(033)004
【摘要】为了模拟地下工程施工过程中不同位置处受扰动土体实际的应力和变形状态,探讨不同应力路径条件下土体的强度和变形破坏特性,共进行了4组试验,分别为常规三轴压缩试验、等P压缩试验、等压固结减压压缩试验和偏压固结减压压缩试验.试验结果表明在不同的剪切路径下土体表现出不同的强度与变形特征,即在常规压缩条件下强度最高,减压压缩条件下的强度最低.而且,常规三轴压缩、等P压缩和减压压缩这3种剪切方式下土体均没有出现应变软化现象.试验结果所揭示的规律可为现场施工提供科学有益的指导.
【总页数】4页(P78-80,85)
【作者】秦鹏飞;谢晓杰;马玉林
【作者单位】郑州工业应用技术学院建筑工程学院,郑州450010;郑州工业应用技术学院建筑工程学院,郑州450010;郑州工业应用技术学院建筑工程学院,郑州450010
【正文语种】中文
【中图分类】TU432
【相关文献】
1.不同应力路径下膨胀土强度变形特性的试验研究 [J], 王芳;曹培;严丽雪;顾春媛
2.特殊应力路径下软黏土变形与强度特性试验研究 [J], 孙长帅;秦秀娟;滕继东
3.不同应力路径下饱和粉土动强度特性试验研究 [J], 张健;翟剑峰;王仙美;陈捷;陈景雅
4.高边坡开挖应力路径下黄土变形和强度特性的试验研究 [J], 侯晓坤;李同录;李华;李萍
5.不同应力路径下堆石料的动力变形特性试验研究 [J], 张凌凯;王睿;张建民;唐新军
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