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1、真三轴仪的研究进展及改进验证1,221王桃桃,邵生俊,刘玲华(1．西安工业大学北方信息工程学院,陕西西安710000;2．西安理工大学岩土工程研究所,陕西西安710048)摘要:土的真三轴仪是研究复杂应力条件下土的力前的真三轴仪主要分为两大系列:改造的真三轴仪和盒式学特性的重要测试仪器,西安理工大学已经自主研发了一的真三轴仪。种新型压力室结构的真三轴仪。改进其存在的问题,并将改造的真三轴仪是在常规三轴压力室的基础上,将试其推广应用于各类土及不同控制条件下的试验研究,具有样改成长方体,安装一对侧向加压板施加中主应力。其优重要的理论意义。点
2、是有一对面暴露在压力室中,从而减少了该方向与另外关键词:真三轴仪;研究进展;试验两个方向间的干扰。缺点是三个方向不能完全独立施加大、中图分类号:TU411文献标志码:A中、小主应力。文章编号:1672-4011(2016)10-0061-03盒式真三轴仪是在立方体试样的三个方向上设置三个DOI:10．3969/j．issn．1672-4011．2016．10．029独立的加载系统,其加载系统可以是刚性或是柔性的,也可以是刚柔混合。其中剑桥大学设计研发的剑桥式真三轴0前言仪最具代表性。加载方式为三对相互垂直的加压板加载,土工试验是人们深入
3、认识土的特性和发展完善理论及可以是应力控制或应变控制。这种仪器的优点是:可以在计算方法的正确途径。早期的土力学研究及解决与土相关三个方向独立施加主应力,且大、中、小主应力可以自由的工程问题,是将土的强度和变形分开来考虑的,相应的转换,基本实现控制和数据采集自动化。其不足是刚性边试验仪器有直剪仪和侧限压缩仪。目前广泛应用的常规三界容易造成应力分布不均,刚性加压板对于试样破坏时的轴试验可以模拟不同固结围压及排水条件,进行不同应力剪切带的形成和观察都有一定的干扰和影响。路径的试验,可以控制排水条件并量测不排水条件下试样国内较早的真三轴仪是19
4、85年清华大学研制的刚性水的孔隙水压力;可以完整地反映试样受力变形直至破坏的平加压板真三轴仪。采用矩形四棱柱试样,在常规三轴仪全部过程。但是,常规三轴试验是理想的轴对称状态,不的压力室内增加了一套压力装置,通过调压筒变化新增压能真实地反映土在工程实际中的强度参数。真三轴试验能力室的压力来施加中主应力,轴向压力和围压的施加与常分析三个不同主应力条件下土的强度和变形特性,能更准规三轴仪相同。李广信用这种真三轴仪针对承德中密砂进确地模拟土的实际受力状态,可以实现更复杂的应力路径,行了在围压σ不变,Δσ和Δσ按一定比例变化,保持312进而更加深
5、入、全面、系统地揭示土的应力应变和强度本中主应力比b值为常数的试验,得出在真三轴应力状态下构关系。砂土的应力应变关系曲线、强度及弹性参数的规律:应力应变曲线加卸载段更陡,且峰值点提前;卸载时试样体积1真三轴试验仪研究进展有些微回弹。随着b值增大,材料更接近于脆性破坏,体人们为了更准确地模拟土体的实际受力状态,力图实积压缩量增加,剪胀量减少。在π平面上的破坏轨迹更接现三个主应力独立变化条件下的试验,即真三轴试验。真近Lade-Duncan破坏准则。三轴试验被用来进行π平面上不同应力路径的试验。例如1987年同济大学研制了刚柔复合型真三轴仪
6、,试样为球应力、中主应力比为常数的试验,平面应变试验,研究立方体。大主应力由轴向水平刚性板施加,小主应力由压土的各向异性的试验,在π平面上应力路径急剧变化的试力室气压施加,中主应力由中主压力腔施加。1990年吉林验等。其中最具代表性的是在π平面上保持τ不变,应力大学研制的真三轴仪属于刚性水平加压板类型。大主应力oct路径为圆周的试验。靠机械加载,中、小主应力是靠液压加载。1995年河海大1936年,瑞典皇家地质学院的克捷曼(Kjellman)就设学研发的真三轴仪,压力室是清华大学在日本诚研舍真三计过用六块刚性板在三个方向独立加载的仪器。
7、早期的真轴仪的基础上作出了改进后设计的,属于刚性水平加压板三轴试验主要是用于研究中主应力对土体强度的影响,侧类型。重于平面应变条件下的变形和强度研究。随着土的本构理真三轴试验与常规三轴试验一样存在以下问题。①边论的发展,为了更加全面地揭示土的应力应变强度特性,界条件的影响。试样承受的约束主要来自两方面。一是试进而推动了真三轴仪的研制和高水平试验技术的发展。目样与液压囊及压力室各接触面间的摩擦力,在剪切过程中试样两端存在剪应力,从而形成对试样的附加约束;再是橡皮膜对试样的约束,相当于增大了围压。②体变及孔压作者简介:王桃桃(1982-),
8、女,内蒙古鄂尔多斯人,硕士研究生,助教,主要研究方向:土木工程。量测。对于饱和土而言,排水试验的体积变化可通过与试·61·样连通的排水管测量。而非饱和土,可以通过量测压力室及等剪切速率下的饱和砂土真三轴试验
