临空面效应下黄土平面应变试验研究.pdf

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1、第37卷第1期人民黄河Vo1．37．No．12015年1月YELLOWRIVERJan．，2015【工程勘测设计】临空面效应下黄土平面应变试验研究马幸，骆亚生，田宝升，黄利波(西北农林科技大学水利与建筑工程学院，陕西杨凌712100)摘要：把TS一526真三轴仪改造成平面应变仪，考虑临空面效应，对陕西杨凌非饱和重塑黄土在单侧刚性约束和双侧无约束两种情况进行了不同含水率、固结压力、干密度条件下的平面应变试验，分析以上因素对土体变形和强度特性的影响。结果表明：随着含水率的升高，干密度减小，固结压力降低，土体强度降低；单侧刚性约束条件下，土体的体变一直处于剪缩状态，而双侧无约束土体的体变先剪缩后剪

2、胀；侧限约束条件对侧向变形影响很明显，同条件下单侧刚性约束土体强度较双侧无约束土体强度高；随着固结轴压的增大，侧限条件对土体强度影响逐渐减弱。关键词：临空面；黄土；平面应变；强度中图分类号：TV41文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1000—1379．2015．01．029在纵向延伸较长的黄土边坡、土坝和路堤等实际13．4％，天然干密度pd=1．43g／cm。，试验的物理性质问题中，土体一般处于存在临空面的平面应变状态。指标见表1。而黄土滑坡、土坝和路堤失稳在我国频繁发生，随着国表1黄_-k-I-料的物理性质指标民经济的不断发展，各类工程建设越来越多地触及滑重‘／坡，正确分

3、析各类滑坡的发生、发展，对实际工程具有mI3)％％数／％图分类>u·07～

4、；双侧无约束平面应变试性约束，而两侧变形相对于临空面的变形可以忽略，认验仪器前后侧均为带传感器的临空面，左右两侧为刚为变形为零，故可看成单侧刚性受限平面应变问题；同性有机玻璃。样纵向延伸较长的土坝和路堤在双侧临空面的存在单侧刚性受限平面应变试验的应力、应变规定下，可以简化为两侧无约束的平面应变问题。本试验s2l=22=32=0(32为临空面的应变)、3l=0；双侧基于以上两种情况改造了真三轴仪J，对陕西杨凌无约束平面应变试验的应力、应变规定：=s=0、黄土进行了单侧刚性约束和双侧无约束条件下平面应，==0，具体见图1。根据Roscoe平面内应力定变试验的研究，不同于常规平面应变试验，而且考虑

5、存义作出以下约定：体应变=(。+s，)，其中为在临空面，使方案更加贴近实际问题，可以为实际工程提供一定的参考。收稿日期：2014—01-02基金项目：国家自然科学基金资助项目(51178392，50578134)；教育部新世纪优秀人才支持计划项目(NCET一1仪器设备和试验方法06—0864)。作者简介：马幸(1990一)，男，陕西绥德人，硕士研究生，研究1．1试验土样方向为黄土力学与工程。本试验所采用土样取自陕西杨凌某坡体断面处，通信作者：骆亚生(1967一)，男，陕西泾阳人，教授，博士，主要从事黄土力学与工程方面的教学和科研工作。取土深度约为3m，属于Q黄土。实测天然含水率E—mail：

6、maxing5233@163．tom．115·人民黄河2015年第1期土样轴向应变，为土样侧向应变。图1试祥尺寸及应变分量标识(单位：mm)-，％／％1．3试样制备及试验方法(r)双侧无约束、p=I．43m(d)双侧无约束、P,i=1．53g／cm(1)试样制备。依据《土工试验规程》将取回来的图2未固结情况下不同含水率下。一s关系曲线土风干碾碎筛分后，按要求配置不同含水率的土，根据从含水率来看，含水率越高，对应的初始破坏峰值土样尺寸88．90mm×88．90mmX35．56mm算得需土越低，破坏时所能承受的轴向压力越小；同时在达到同质量，将土等分三份，然后分三次缓慢均匀压制得到一轴向应变时(

7、如轴向应变为6％时)，含水率越试样。高，所需要的轴向应力越小，故轴向应力一应变关系曲(2)试验方法。本试验分两种类型：固结和未固线对含水率变化反应很灵敏。随着含水率的增大，土结的平面应变试验。未固结的平面应变试验为固结压体强度大幅降低，天然土体滑坡往往是因长时间降雨力值的确定提供依据，当固结压力超过前者破坏峰值而使土体含水率增大，强度大幅降低导致的。含水率时，试样已经破坏。在含水率为12％、14％和16％时增