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软土变形指标与初始孔隙率的相关性分析

长江科学院院报 2022年第3期39卷 104-110,117页

作者：李雪梅杨敏李卫超上官士青万嘉成同济大学土木工程学院上海200092 中交公路规划设计院有限公司上海分公司上海200092 同济大学建筑设计研究院(集团)有限公司上海200092

根据上海地区不同土层软土的一维和等向固结试验,得到一维固结下压缩指数Cc和回弹指数Cs与修正剑桥模型参数λ和κ之间的关系。鉴于室内试验耗时过长,而通过土样的基本物理指标(天然含水率wn、孔隙比e0、液限wL和塑性指数Ip)来推算压缩... 详细信息

根据上海地区不同土层软土的一维和等向固结试验,得到一维固结下压缩指数Cc和回弹指数Cs与修正剑桥模型参数λ和κ之间的关系。鉴于室内试验耗时过长,而通过土样的基本物理指标(天然含水率wn、孔隙比e0、液限wL和塑性指数Ip)来推算压缩指数和回弹指数是一个快捷有效的方式,对比发现土的变形指标与基本物理指标间存在一定的相关性。结果表明:Cc/n0与Cc,C′s/n0与三轴试验各向同性固结下得到的C′s之间存在较好的线性关系,并给出了对应的关系式。由此,上海地区软土的变形指标可通过初始孔隙率来估算。在已有试验数据的基础上,总结分析我国沿海多个地区(广州、天津、深圳、温州、福州等)压缩指数试验数据,发现沿海地区软土压缩指数与初始孔隙率之间均存在较好的线性关系,并给出了对应的关系式。

关键词：软黏土一维固结等向固结压缩指数回弹指数经验关系沿海地区

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橡皮膜嵌入解析解及试验验证

岩土力学 2018年第8期39卷 2780-2786页

作者：吉恩跃朱俊高余挺金伟河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098 河海大学江苏省岩土工程技术工程研究中心江苏南京210098 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都610072

对于粗颗粒土三轴固结排水剪试验,橡皮膜嵌入是影响试验体变测量的最重要因素。通过分析橡皮膜嵌入机制,指出影响膜嵌入量的主要因素如下:有效净压力p、平均粒径d_(50)、橡皮膜厚度tm、弹性模量Em、接触面积mA,以及初始孔隙比e。基于Kra... 详细信息

对于粗颗粒土三轴固结排水剪试验,橡皮膜嵌入是影响试验体变测量的最重要因素。通过分析橡皮膜嵌入机制,指出影响膜嵌入量的主要因素如下:有效净压力p、平均粒径d_(50)、橡皮膜厚度tm、弹性模量Em、接触面积mA,以及初始孔隙比e。基于Kramer等给出的膜变形模式,根据板壳理论和弹性力学的基本方程,利用能量守恒定律推导出了考虑初始孔隙比的橡皮膜嵌入量解析解。同时,采用在中三轴试样中埋置不同直径铁棒的方法进行等向固结试验,获得各个围压下粗颗粒土试样的橡皮膜嵌入量。最后,将解析解与试验结果以及前人的解析解进行对比。结果表明,解析解计算得到的膜嵌入量和试验值吻合度较高,验证了所推导解析解的正确性与适用性。

关键词：橡皮膜嵌入变形模式等向固结解析解

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饱和黏性土异性固结三轴拉伸试验研究

武汉理工大学学报 2022年第10期44卷 87-92,101页

作者：祝刘文代云霞中交第四航务工程勘察设计院有限公司广州510230

通过应力控制式三轴仪对饱和黏性土进行了异性固结不排水拉伸和等向固结不排水压缩试验。结果表明:拉伸试验呈应变硬化破坏模式,试样首先发生轴向均匀伸长及径向收缩,随着应变局部化试样会产生一定颈缩而造成应力集中。拉伸过程中超孔... 详细信息

通过应力控制式三轴仪对饱和黏性土进行了异性固结不排水拉伸和等向固结不排水压缩试验。结果表明:拉伸试验呈应变硬化破坏模式,试样首先发生轴向均匀伸长及径向收缩,随着应变局部化试样会产生一定颈缩而造成应力集中。拉伸过程中超孔隙水压力为负值,其绝对值随着应变的增大而增大,拉伸应力路径呈L型。异性固结不排水拉伸强度是等向固结不排水压缩强度的0.58倍,研究提出在无异性固结拉伸试验条件时,可通过常规等向固结不排水压缩试验换算拉伸强度。临界状态理论适用于异性固结三轴拉伸试验,临界孔隙比随平均主应力增大而减小,试样处于超固结状态时,其临界状态点高于拟合的临界状态线,进入正常固结状态后应力比趋于稳定,线性关系较好。

关键词：异性固结等向固结三轴拉伸不排水强度临界孔隙比临界应力比

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粗颗粒土橡皮膜嵌入试验研究

岩土工程学报 2018年第2期40卷 346-352页

作者：吉恩跃朱俊高王青龙蒋明杰河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室江苏南京210098 江苏省岩土工程技术工程研究中心江苏南京210098 中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司四川成都610072

对于粗颗粒土三轴固结排水剪试验,橡皮膜嵌入是影响试验体变测量的最重要因素。通过在中三轴试样中埋置不同直径铁棒的方法进行等向固结试验来推求橡皮膜嵌入量。试验表明,试样土体体积与排水量呈较好的线性关系,基此给出了各个围压下... 详细信息

对于粗颗粒土三轴固结排水剪试验,橡皮膜嵌入是影响试验体变测量的最重要因素。通过在中三轴试样中埋置不同直径铁棒的方法进行等向固结试验来推求橡皮膜嵌入量。试验表明,试样土体体积与排水量呈较好的线性关系,基此给出了各个围压下的膜嵌入量。指出随着围压的增大,膜嵌入量逐渐增大,约0.8 MPa后,嵌入量的增速变缓,嵌入量占实时总排水量的比例可达31.0%-40.7%。由于粗颗粒土的各向异性,目前所用最多的Newland和Allely所提出的方法总体略高估了膜嵌入的大小,随着围压的增大,各向异性减弱,围压为2 MPa时嵌入量差异仅有0.22%的体变。最后,对比4种解析解发现Molenkamp和Luger的解析解最为接近试验值。针对粗颗粒土,需要进行更多的试验来建立颗粒破碎率和相对密度等与系数η的关系来修正解析解。

关键词：粗颗粒土橡皮膜嵌入等向固结各向异性解析解

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SHANSEP试验方法改进与验证

中国港湾建设 2024年第6期44卷 34-38页

作者：代云霞郭晓勇中交第四航务工程勘察设计院有限公司广东广州510230

为满足工程实际需要,对SHANSEP试验方法加以改进,将淤泥固结至远大于其前期固结压力后,再逐级卸载以模拟超固结黏土,在不同的超固结比下进行了三轴固结不排水试验。试验表明:等向固结的三轴试验,也能较好地拟合出超固结土不排水强度与... 详细信息

为满足工程实际需要,对SHANSEP试验方法加以改进,将淤泥固结至远大于其前期固结压力后,再逐级卸载以模拟超固结黏土,在不同的超固结比下进行了三轴固结不排水试验。试验表明:等向固结的三轴试验,也能较好地拟合出超固结土不排水强度与正常固结土强度、超固结比之间的关系式;提出了工程地区超固结土不排水强度公式,可推算不同超固结比下的土体强度;通过本次试验中对加荷方式的改进与拓宽,取代了原有k0固结或单剪仪的要求,提高了试验效率、节约成本,且该方法可推广使用到更多土类上,对研究超固结土的性质有一定工程实用意义。

关键词： SHANSEP试验方法不排水强度等向固结超固结比

固结条件对海岸带花岗岩风化土强度指标的影响

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工程勘察 2022年第11期50卷 14-18页

作者：潘生贵陈少峰杨辉郑有强陈志波中国电建集团华东勘测设计研究院有限公司杭州311122 华东勘测设计院(福建)有限公司福州350007 福州大学紫金地质与矿业学院岩土与地质工程系福州350116 福建省智能环境岩土工程闽台科技合作基地福州350116

对等向固结和K_(0)固结后的不同花岗岩风化土试样进行了不排水剪切试验,研究了固结条件对花岗岩风化土应力应变关系和强度指标的影响。研究结果表明:花岗岩风化土的应力应变关系曲线在等向固结不排水剪切试验中呈应变硬化型,在K_(0)固... 详细信息

对等向固结和K_(0)固结后的不同花岗岩风化土试样进行了不排水剪切试验,研究了固结条件对花岗岩风化土应力应变关系和强度指标的影响。研究结果表明:花岗岩风化土的应力应变关系曲线在等向固结不排水剪切试验中呈应变硬化型,在K_(0)固结不排水剪切试验中主要为应变软化型;固结方法对花岗岩风化土的不排水强度存在一定的影响,在不同的围压下,经过K_(0)固结后试样的最大主应力差值均大于等向固结试样;不同固结方法对不排水试验得出的强度指标也有一定的影响,K_(0)固结后花岗岩风化土试样的黏聚力和内摩擦角都大于等向固结后的试样。研究成果对工程设计有重要参考意义。

关键词：固结条件花岗岩风化土等向固结 K_(0)固结抗剪强度

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固结方式对黏性土不排水强度性状的影响

济南大学学报（自然科学版） 2018年第5期32卷 372-376页

作者：肖健殷杰苗永红张新江苏大学土木工程与力学学院江苏镇江212013

针对天然沉积黏性土原状土样开展三轴等向固结和K_0(静止土压力系数)固结不排水剪切对比试验,探讨固结方式对不排水强度性状的影响规律。结果表明:原状样在不同固结方式下,偏应力-应变曲线在低固结压力下均呈应变硬化性状,高固结压力下... 详细信息

针对天然沉积黏性土原状土样开展三轴等向固结和K_0(静止土压力系数)固结不排水剪切对比试验,探讨固结方式对不排水强度性状的影响规律。结果表明:原状样在不同固结方式下,偏应力-应变曲线在低固结压力下均呈应变硬化性状,高固结压力下呈应变软化现象;K_0固结与等向固结不排水强度均随固结压力增大而增大,且K_0固结不排水强度大于等向固结不排水强度;2种固结方式的不排水强度包线均显示为以固结屈服压力为分界的双直线,屈服前不排水强度增长较慢,屈服后为一条通过原点的直线;相同固结压力下,等向固结不排水剪切应力路径位于K_0固结的路径下方;无论何种固结方式,屈服前的偏应力峰值均高于临界状态线,屈服后偏应力峰值均落在临界状态线上;固结方式对有效应力强度指标参数的影响较小,对总应力强度指标的影响主要反映为内摩擦角的不同。

关键词：原状土 K0固结等向固结不排水强度

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高原湖相泥炭土渗透特性试验研究

高原湖相泥炭土渗透特性试验研究

作者：付坚昆明理工大学

学位级别：硕士

泥炭土（包括泥炭和泥炭质土）是一种由有机质团聚体、无机矿物以及植物残根等组成的特殊土,其物理力学性质与一般的软土和有机质土有较大差异。本文以昆明及大理地区泥炭土为对象,研究了云南高原湖相泥炭土的渗透特性,并结合泥炭土固... 详细信息

泥炭土（包括泥炭和泥炭质土）是一种由有机质团聚体、无机矿物以及植物残根等组成的特殊土,其物理力学性质与一般的软土和有机质土有较大差异。本文以昆明及大理地区泥炭土为对象,研究了云南高原湖相泥炭土的渗透特性,并结合泥炭土固结过程中的孔隙分布特征对其渗透特性进行了机理分析。具体研究内容有:（1）对高原湖相泥炭土进行一维固结渗透联合试验,研究其在侧限条件下的压缩与渗透性状。通过长期及分级加载试验,研究了加载时长T、固结应力σ与渗透系数kv之间的相关关系,并对泥炭土 e-kv归一化模型进行了探索。（2）通过三轴固结渗透试验,对等向固结条件下泥炭土渗透特性进行了研究,探索等向固结下渗透系数kv与固结围压σ及孔隙比e之间的关系,对比分析了三轴等向固结与一维侧限固结条件下泥炭土渗透系数变化规律的异同。（3）通过电镜扫描试验,分析了纤维泥炭土与高分解泥炭土中孔隙特征的不同,从微观角度定性分析了高原湖相泥炭土的渗透特性机理。通过压汞试验对一维固结过程中高原湖相泥炭土的孔隙分布特征进行了研究,分析了一维固结分级加载时,泥炭土内部孔隙的分布变化规律。建立泥炭土微结构模型图,从压缩过程中泥炭土孔隙分布变化情况出发,定量分析了泥炭土渗透特性变化的微观机理。

关键词：泥炭土有机质渗透特性等向固结孔隙分布

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基于热力学理论的超固结土本构模拟

基于热力学理论的超固结土本构模拟

作者：陈艳妮浙江大学

学位级别：硕士

随着我国经济实力和综合国力的不断增强,高速公路、铁路、机场和堤防工程等基础设施的建设蓬勃发展。超固结土覆盖区域广泛,其工程力学特性十分复杂,建立超固结土本构模型,并准确预测超固结黏土地基强度及变形,已成为当前岩土工程领域... 详细信息

随着我国经济实力和综合国力的不断增强,高速公路、铁路、机场和堤防工程等基础设施的建设蓬勃发展。超固结土覆盖区域广泛,其工程力学特性十分复杂,建立超固结土本构模型,并准确预测超固结黏土地基强度及变形,已成为当前岩土工程领域重要研究内容。本文以热力学原理为基础,建立了超固结土在不同固结应力路径下的本构模型。在对修正剑桥模型和a非相关联模型耗散势函数进行分析的基础上,考虑屈服面的形状变化和旋转,提出了新的耗散势函数,得到了真实应力空间的屈服函数,用于模拟不同固结应力历史的黏土剪切特性。同时引入边界面理论来实现加载初期超固结土的弹塑性响应。本论文同时提出了新的旋转硬化准则,并满足热力学及临界状态理论要求。建立的模型对不同类型土的常规三轴压缩试验进行模拟,通过对比等向固结和各向异性固结、正常固结和超固结条件下的排水和不排水实验数据,验证了模型的有效性和合理性。本文的主要研究内容和结论如下：（1）根据试验数据研究了临界破坏时屈服面的形状要求,并以修正剑桥模型和α非相关联模型的耗散势函数为基础,提出了考虑屈服面形状特性的耗散势函数,建立了耗散空间内α-β的屈服函数,获得了真实应力空间的屈服面;（2）在a-β模型中引入边界面理论来模拟超固结土加载初期的弹塑性响应;采用可移动映射中心,并通过合理的剪胀公式,实现了强超固结土加载初期的剪胀行为;将塑性模量中的临界状态应力比用虚峰值应力比代替,反映材料的软化行为;（3）在α-β边界面模型中引入旋转硬化机制来,建立了各向异性固结土的本构模型;根据热力学理论要求临界状态时自边界面的旋转角度及其增量必须为0,提出了新的旋转硬化法则;（4）各向异性α-β边界面模型共有9个材料参数,其中M、λ、κ、v、N与修正剑桥模型一致,α和β用于调整屈服面的形状,A0和m用于描述旋转硬化机制,模拟各向同性固结土时A0和m取0;对5种不同类型土在不同固结历史和排水条件下的三轴试验进行模拟,验证了模型能够较好地模拟黏土的力学特性。

关键词：热力学理论超固结黏土等向固结各向异性固结临界状态理论 α-β屈服函数边界面理论旋转硬化法则本构模型