裂隙性黄土在减压三轴压缩下的变形破坏特征.pdf

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1、第24071卷6第年162月期人民长江V01．47．No．12YangtzeRiverJune，2016文章编号：1001—4179(2016)12—0084—05裂隙性黄土在减压三轴压缩下的变形破坏特征卢杰，乐崇浩2，卢全中2，曹广祝(1．昆明理工大学国土资源工程学院，云南昆明650093；2．长安大学地质工程系，陕西西安710054：3．西部矿产资源与地质工程教育部重点实验室，陕西西安710054)摘要：为了研究黄土地区各种开挖工程所引起的土体变形乃至破坏现象，通过对裂隙性黄土样进行减压三轴压缩试验，得到其应力应变关系曲线，总结了裂隙性黄土的变形

2、破坏特征。试验结果表明：减压三轴压缩试验下，裂隙性黄土的应力应变曲线以近似理想塑性或软弱化型为主，随着轴向压力的增大，其软化现象越明显；其总体变形方式为轴向变形和侧向弯曲变形；当土样裂隙角度为45。，6O。时，容易沿原裂隙发生剪切破坏。关键词：减压三轴压缩；变形特征；破坏特征；裂隙性黄土中图法分类号：P642文献标志码：ADOI：10．16232／j．cnki．1001—4179．2016．12．020黄土广泛分布于世界各地，约占地球陆地面积的塑状的粉质黏土充填。由于黄土的性质受土样裂隙宽1／10，仅在我国，其面积就有44万多平方千米⋯。黄度及尺寸的

3、影响，所以土样尺寸定为061．8mm×125土中存在大量的裂隙(缝)，这些裂缝的形成原因和时mm，使得土样的直径和高度都远远大于4倍的裂隙宽期、规模与产状、力学性质等都大不相同，属于土体度，以便减小试样尺寸对其强度的影响。为掌握土结构面的裂隙或裂缝，严重影响着土体的变形破坏现样中裂隙角度对土样变形破坏特征的影响，将土样中象。在黄土地区经常遇到边坡、基坑和洞室等工裂隙面与轴向压力面的夹角(简称裂隙倾角，下同)程的开挖，引起土体侧向应力减小，从而致使土体发生分别制备为15。，30。，45。，60。，75。和90。。相应的变形甚至破坏现象。工程设计者必须了

4、解发育试验前先对土样进行固结，固结完成之后，开始逐有裂隙(缝)的黄土在工程开挖和侧向应力减小状态渐降低围压，；在试验过程中始终使轴向压力保持下的变形和破坏现象。掌握裂隙性黄土在减压三轴条在初始固结压力不变，直至土样发生破坏或达到应变件下的变形破坏特征和规律，有助于正确处理裂隙性设定值。试样的主要物理力学指标见表1，试验方案见黄土边坡、路基或地基和防治措施的合理设计。表2，各土样在不同轴向压力下的应力路径见图1。1试样的制备与试验方法2裂隙性黄土的应力应变特征本次试验采用减压三轴压缩试验了解三轴减压条2．1相同轴压不同裂缝倾角土样件下裂隙性黄土的力学特

5、性。试验土样选自于陕西省对不同裂隙倾角的土样，分别将固结压力设定在三原县楼底村的构造裂缝带黄土，取样深度为11～14300kPa与400kPa的状态下，进行固结不排水的减压m。裂隙面平直光滑，裂隙宽度3—8mm，由可塑一硬三轴压缩试验。试验结果如图2、表3所示。收稿日期：2016一O1一l8基金项目：国家自然科学基金项目(41272284)；陕西省科技统筹创新工程计划课题(2011KTZB03—02—02)；国土资源大调查项目(121201001000150122)作者简介：卢杰，男，硕士研究生，研究方向为工程地质与地质灾害。E—mail：1．dt5

6、21@qq．COrn通讯作者：卢全中，男，教授，博士，硕士生导师，主要从事地质工程和岩土工程专业的教学与科研工作。E—mail：dcdgxl4@chd．edu．cn第12期卢杰，等：裂隙性黄土在减压三轴压缩下的变形破坏特征85表1试样的主要物理力学指标定，此时的曲线可以视为水平直线状态，表明土体已经发生破坏，此时的Ot=45。黄土样可看成理想塑性材料。分类土样序号轴向压力17"／kPa裂隙倾角／(。)图2两种固结压力作用下的应力应变关系表3各土样的变形及强度特征值图1试验的应力路径由上述试验结果可得如下结论。(1)此次试验所得到的土样应力应变曲线中，

7、除裂隙倾角=75。的曲线表现为硬化型外，其他曲线都(3)土样在=400kPa固结压力作用下，裂缝呈现软化型和弱软化型。倾角=75。和=45。的屈服强度明显比其他的低。(2)在：300kPa固结压力作用下，土样峰值在峰值强度方面，Ot=30。的最大，Ot：90。的最小，其强度从大到小的顺序是：=15。、Ot=60。、=30。，他角度土样的相差不大，介于最大值和最小值问。而在：45。，最小的是0[=90。的土样。而在初始模量方面，初始模量方面，=90。、q=45。和=30。土样的较裂缝倾角=30。的土样和0c：60。、=90。的相差接近，Ot=60。和=

8、75。的相比较低不大，且略大于=15。的土样，而=45。的则较小。2．2相同裂缝倾角不同轴压土样a=45。土