飽和度和成樣方法對細砂應(yīng)力應(yīng)變特性及剪切帶的影響研究.pdf

1、非飽和土三軸固結(jié)排水剪切試驗不能直接在常規(guī)三軸儀上進行，因為必須要求試樣飽和，而圖像測量系統(tǒng)成功應(yīng)用于三軸試驗，實現(xiàn)了土樣應(yīng)變場的非接觸式測量，克服了傳統(tǒng)三軸儀測量體積應(yīng)變必須試樣飽和這一局限，能直接用于非飽和土的測量。并且其一大優(yōu)勢是能獲得試樣的應(yīng)變場，能反應(yīng)剪切過程中各個時刻試樣表面每一部分的局部變形情況。
　　本文利用全表面數(shù)字圖像測量系統(tǒng)，對過0.5mm標(biāo)準(zhǔn)篩的福建標(biāo)準(zhǔn)砂進行了一系列的固結(jié)排水剪切試驗。成樣方法為干裝法和濕

2、裝法，相對密實度分別控制為Dr=30％和Dr=60％兩種，圍壓分別控制為100kPa、200kPa、300kPa，其中濕裝法控制初始含水率w=10％。利用所得的試驗結(jié)果，分析了全表面數(shù)字圖像測量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性和優(yōu)越性;探究了均等固結(jié)過程中飽和度和成樣方法對試樣應(yīng)變特性的影響，分析了非飽和細砂均等固結(jié)過程的特性;同時針對試樣的剪切過程，得出了剪切過程中的軸向應(yīng)變和徑向應(yīng)變隨時間變化的曲線，以及體積應(yīng)變-軸向應(yīng)變曲線，探討了不同飽和度及成樣方

3、法的影響;最后，利用全表面數(shù)字圖像測量系統(tǒng)所得的應(yīng)變場，討論了成樣方法和飽和度對試樣的破壞形態(tài)、應(yīng)變局部化的出現(xiàn)以及剪切帶的形成發(fā)展過程的影響。
　　試驗結(jié)果表明:全表面圖數(shù)字像測量系統(tǒng)能直接用于非飽和土的變形測量，測量結(jié)果比較準(zhǔn)確可靠;均等固結(jié)過程中飽和度高的試樣徑向應(yīng)變略大，飽和度對體積應(yīng)變的影響不太明顯;不同飽和度條件下，干裝法制備的細砂試樣在剪切過程中均呈現(xiàn)剪脹現(xiàn)象，濕裝法制備的試樣30％密實度下出現(xiàn)先剪縮后剪脹的現(xiàn)象，成

4、樣方法對應(yīng)力峰值、軸向應(yīng)變、徑向應(yīng)變以及體積應(yīng)變的影響顯著;非飽和細砂的破壞形態(tài)主要有三種:即單一剪切帶破壞、兩條交叉剪切帶破壞以及鼓脹破壞。其中，干裝法制備的試樣破壞形式以單一剪切帶為主，濕裝法制備的試樣中，30％密實度的試樣全部出現(xiàn)鼓脹破壞，60％密實度高圍壓低飽和度情況下有可能出現(xiàn)剪切帶，飽和度對剪切帶的出現(xiàn)時間有影響、對剪切帶的發(fā)展過程影響很小;剪切帶內(nèi)試樣的軸向應(yīng)變隨著剪切帶的發(fā)展而發(fā)生顯著的變化，相對而言剪切帶外試樣的軸向應(yīng)