土的弹塑性与先期固结压力的实验研究.pdf

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1、Doors&Windows分析研究与探讨分析研究与探讨土的弹塑性与先期固结压力的实验研究那晶东北煤田地质局沈阳测试研究中心摘要：塑性材料的物质的特性是一旦给了足够的力，此材料就会发生永久的形变，当然如果没有达到足够的力，该物质就会产生抵抗的弹力，这就是这种物质的弹塑性。土作为最常见的弹塑性物质，有实验证明土变形归结于先期固结压力的功劳，本文就以改变土的弹性和塑性为出发点，经过实验再分析先期固结压力到底是改变了土的塑性，还是改变了土的弹性，还是两者皆改变了。关键词：弹塑性；先期固结压力；压缩回弹1土的压缩实验后移位，而对于下层土来说，它受到的压力大小就有明显的下先期固结压力是指天然土层在历

2、史上所经受的包括自重压降，而且土也开始产生回弹力，吸水膨胀，又回到了原来的状力和其他荷载作用形成的最大竖向有效固结压力,它是反映土态；荷载又重新加入到土壤体内，而且荷载量跟之前先期固结层原始应力状态的一个重要指标。要研究出先期固结压力是改压力的量相等，于是土壤就有回到了最开始被压缩的状态，弹变的土的塑性还是改变的土的弹性，首先要做的就是测定先期性力和塑性力相比，弹性力的花费明显要多些，土壤的弹性形固结压力，一般对天然土进行先期固结压力的作用后，天然土中变量要明显大于塑性形变量，可绘制出压缩回弹曲线（图2）。含有的水分就会被挤压出来，而且土的体积也在不断减小，塑性下面通过对天然原状土和重塑

3、后的土样试验，汇总几个典型实验数据进行对比分析（见表1）。性质改变较多，而弹性性质改变较少。卸掉荷载之后，会发现土表1天然土与重塑土压缩回弹实验对比的弹性性质渐渐回复，又吸水膨胀成原来的形态，这是因为土的应变力释放了。如果重新加入卸掉的荷载，加入的荷载又与之土样含水孔隙塑性液性天然重塑后指数指数压缩压缩先期固压缩压缩先期固前先期固结压力的数量相符，就会发现土的形态又回到了被挤编号率Ｗ比ｅIPIL系数模量结压力系数模量结压力压之后的状态，但是变形量却没有之前大了。--％------MPa-1MPakPaMPa-1MPakPa如果对天然土进行压缩实验测试时，是在完全侧限的情况下完成的，那么就

4、可以发现根据实验结果绘制出的实验曲1-123.80.69212.10.350.305.7294.00.404.2106.9线。以天然密实砂土和软黏土（如图1）为例，曲线图所在的坐1-224.50.71012.30.460.256.9287.70.384.572.1标轴的y轴表示天然土的孔隙比，而x轴表示的是压力，实验中1-322.20.63911.40.270.217.7293.90.374.488.2曲线的总体线形都有相同的走势，密实砂土前面呈曲线状态，2-126.00.73113.30.530.305.8205.90.404.3139.0随着压力增大成直线状态。软黏土呈曲线形态，在该

5、曲线中，2-224.60.71113.00.470.295.9264.50.394.499.0土样的厚度都是逐渐减少的，而且减少的幅度跟压力比没有2-325.00.70013.10.530.315.5240.90.424.191.8那么大，天然密实砂土的压力值在0到100kPa区间，而黏土和根据以上试验结果可以发现，在最开始进行压缩时，天然粉质黏土的压力值都在100kPa～500kPa范围之间。土与重塑土相比压缩系数小压缩模量更大、先期固结压力更大，后来压力逐渐减小时天然土的比值也是基本保持不变的状态。在室内进行实验时，就需要注意保持土的天然性，能更准确地测定出土的先期固结压力。天然土的

6、压缩量很明显要小于重塑土的压缩量，这是由于重塑土在投入实验前，已经回复了先期固结压力对其的形变影响，而且天然土在被先期固结压力压缩时，附着的荷载也跟着开始压缩，天然土的压缩量就自然有所减少。进行土的压缩实验之后，也能证明受到先期固结压力的压缩之后，完全没有受到先期固结压力的重塑土在压缩时受到的压缩量比天然土的压缩量大。针对这一点，解释是土的图1弹性力跟其压力大小是有关的；土的团结性质也跟其塑性形2弹塑性与先期固结压力变力的大小有关，最开始先期固结压力对它产生一定的压缩力致使它受到压缩力，但是后来荷载重回天然土内部的动作又使天然土的压缩量有所回升，自然不如重塑土（见表1）。因此，根据上述试

7、验结果，若土在进行压缩后，将其卸荷后再度进行压缩工作，该土的压缩形变就大大增加，塑性形变就会大大减小，变形曲线的形状也近似直线，就可以证明弹性变形在先期固结压力中起主要作用。参考文献：[1]邢国起,肖洪天.基于含水率的某深基坑持力层粉土弹塑性本构模型研究[J].科学技术与工程,2014(19):112～116+121.图2土的回弹曲线和再压缩曲线[2]李涛,史世波.含统一屈服面的非饱和黏性土弹塑性本构模天然土在自然界中其实也早已受过