非饱和黄土的应力路径试验研究

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1、西北农林科技大学硕士学位论文非饱和黄土的应力路径试验研究姓名：周晓艳申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：骆亚生20080401非饱和黄土应力路径试验研究摘要黄土主要分布在我国干旱和半干旱的中西部地区，是一种典型的结构性土，具有特殊的结构性及对水的特殊敏感性。大量的研究结果表明土体的强度和变形特性不仅仅与其所受应力状态有关，还要受到诸如生成方式、受荷历史以及应力路径等因素的影响，黄土所特有的大孔隙架空结构使得其力学特性因应力路径不同存在较大差异。本文在分析和总结前人对黄土力学特性研究的基础上，以陕西杨凌

2、和洛川地区黄土为研究对象，对所选黄土土样进行不同湿度、不同固结条件的应力路径试验，对比分析各种影响因素特别是固结条件、加载方式、初始含水率等对其力学特性的定量、定性影响规律，对区域间黄土力学特性的异同进行了对比分析。探索了非饱和黄土在应力路径试验条件下的结构性变化规律。最后，根据本文对于应力路径的研究结果，提出了一种适合本文所作的各种加载方式下的本构模型。通过对两个地区的原状和同样状态下的重塑的非饱和黄土分别进行不同固结条件下的常规三轴压缩试验(CTC)、减压三轴试验(RTC)、等主应力试验(TC)、以及洛

3、川黄土的I(0固结下的CTC和RTC的三轴压缩试验研究，结果表明：原状黄土和重塑黄土的应力应变关系曲线均呈现应变硬化型，主应力差都随固结压力的增大而增大。对于各种不同加载方式而言，其中以CTC试验的主应力差最大，TC的次之，RTC的最小。在同一应力路径下含水率对于黄土的各种曲线关系的影响明显：随着含水率的变化，其应力应变关系会出现一个转型的过程，即由低含水率下的强应变硬化型转变为高含水率下的应变软化型，体应变也由剪缩变为剪胀现象，强度随着含水率的增大在不断的下降。各地区土的物理性质的差别，使得不同地区的土在

4、相同的应力状态下应力应变曲线也不尽相同。通过对应力路径试验条件下黄土的结构性变化规律分析，表明水和力的耦合作用对于黄土的结构性影响较大。不同的应力路径由于其加荷、卸荷的方式不一样，导致土体的结构性参数有很大区别，含水率的影响结构性变化的一个重要因素。总得来说，常规三轴压缩试验可以得到较大的结构性参数；在同一加载方式下，初始含水率愈低对应的结构性参数愈大，随着初始含水率的增大，结构性参数在逐渐走低。对杨凌黄土来说，初始固结围压为300kPa是随着含水和固结压力变化的一个转折点，在这个点上，不管是那种加载方式，

5、其结构性参数均达到最大值。依据所作试验建立的在不考虑固结压力影响下的本构模型，能够对结构性黄土的应力应变关系进行很好的拟合，同时反映应力路径和含水率对于结构性的影响。关键词：非饱和黄土；应力路径：力学特性；本构模型STRESSPATHSTUDYING0FUNSATI爪ATEDLOESSABSTRACTLoessmaildydistributcdinChimtsaridandsemi—aridce眦aLlandwestemregions，itisa咖icalex锄pleofstmcturalsoil，aspe

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