基于邓肯一张模型下砂卵石土固结排水剪切试验研究

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1、建材世界2011年第32卷第4期DOI：10．3963／j．ca．42—1783．TU．2011．04．029基于邓肯一张模型下砂卵石土固结排水剪切试验研究黄平(乐山职业技术学院，乐山614000)摘要：通过对邓肯一张模型对砂卵石土固结排水剪切试验分析研究表明，实际粗粒土的抗剪强度与法向应力之间的比例关系不是一个常数，抗剪强度包线并非一条直线，为了计算上的简便，通常用一条拟合最佳的直线来代替，而没有考虑强度包线的弯曲。虽说与邓肯一张模型下砂卵石抗剪强度包线为直线有一．定的出入，但其强度和切线弹性模量可根据邓肯一张模型来合理确定。关键词：砂卵石土；邓肯一张模型；三轴试验}弹性

2、模量；泊松比ShearingTestandDrainageofSandyGravelConsolidationBasedonDuncan’ChangModelHUANGPing(CollegeofLeshanVocationalandTechnical，Leshan614000。China)Abstract：TheDuncan-Changmodelwasadoptedtoexperimentallystudytheshearpropertyanddrainageofsandygravelconsolidation．Theresultsshowthat，theratiooft

3、heshearstrengthofcoarsesandygravelandnormalforceisnotaconstant．Theshearstrengthenvelopecurveisnotlinear，thusanoptimumfittinglineisusedtOreplacethestrengthenvelopecurve．ThestrengthandnormalmodulusofelasticitycanbedeterminedbytheDuncan——Changmodel．Keywords：sandygravel；theDuncan-Changmodel；th

4、ree-axistestImodulusofelasticity；Poissonratio邓肯一张双曲线模型‘13对描述土体的非线性本构关系具有较大的优势，已广泛应用于岩土工程和地下工程的数值分析中，甚至在一些文献、书籍和资料中给出了相关的邓肯一张模型参数。具有一定的指导和参考价值。1邓肯一张模型相关概念1．1双曲线应力应变关系凝聚性土和非凝聚性土的应力应变关系可以用如下的双曲线方程来表示口-一0"3。ri二El互二E，。(盯l—ar3)lIlt式中，(仃-一口。)为主应力差；￡1为轴应变；E，为初始模量(双曲线初始点的斜率)；(们一cr3)uh为主应力差极限(应变趋于无穷

5、大时的主应力差)。I．2初始模量凝聚土和非凝聚土的初始模量都是侧线压力的指数函数，并用下式表示收稿日期：2011一06—20．作者简介：黄平(1965一)，高级工程师．E-mail：lyqh一15@163．tom114建材世界2011年第32卷第4期E，=KP。(譬)。式中，P。为大气压(P。=101325kPa)；K、挖代表lg‘FEi)与lg(等)关系直线的截距和斜率。1．3抗剪强度通常认为15％～20％应变为屈服强度，相应的应力称为抗剪强度，或称为破坏应力差(口。一口。)，。为便于判断发生塑流，71入抗剪强度(口。一盯。)，，并用破坏比R，将它与应力差极限(d。一ar

6、3)ult相联系，即R，2涨其中R，值小于1．0。一般在0．5～1．0之间。1．4切线变形模■E=KP。c∥[·一毪曷蝌]2由此式可见切线变形模量公式中共包括5个材料常数K、挖、叭c、R，。1．5切线泊松比G—Fig(堕)¨{卜可D(a,--as．)．}2上式的计算公式中又新引入了G、F、D3个材料常数，共8个材料常数。2砂卵石土固结排水剪切试验参照中华人民共和国水电部《土工试验规程，GB／T20124--1999》相关规定进行砂卵石固结排水剪切试验，在四川成都市某处深度3～6m处取土，试样为圆柱体，直径D=150mm，高度H一300mm。试验采用试样成型后通入无气水的方法

7、制备，饱和试样土样具体物理特性指标见表1。衰l饱和砂卵石土试样物理性质指标根据试验设备，选择最大控制粒径30mE，原级配中超过此粒径的部分用剔除法处理，试验级配见图1。2．2试验结果砂卵石土的(口。一cr3)～e。曲线试验结果见图2，应力随应变的增加而增大，但达到一定的应变值后不再增大而变化，表现为应力应变双曲线的渐近线。从轴向应变与体积应变即e。～e。关系曲线(图3)可见，当围压较低时，粗粒料的体变在经历初始的体缩段后，随着轴向应变增加变为以体胀为主，并且随着围压增大，体胀逐渐减弱。芝删扣勰氍勰球m℃0．0IO．