地铁联络通道人工冻结粉质粘土变形与温度特性试验研究.pdf

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1、第30卷第5期2013年5月公路交通科技JournalofHighwayandTransportationResearchandDevelopmentV01．30No．5May2013doi：10．3969／j．issn．1002—0268．2013．05．013地铁联络通道人工冻结粉质粘土变形与≥日皿度特性试验研究张向东，刘家顺，张建俊，张玉(辽宁工程技术大学土木与交通学院，辽宁阜新123000)摘要：为研究温度对粉质粘土变形特性的影响，以冻结粉质粘土为研究对象，通过三轴剪切试验，研究了不同温度条件下粉质

2、粘土变形特性。试验结果表明：温度对土体的变形和强度存在显著影响。同一偏应力作用下，温度越低，变形越小。温度与冻结粉质粘土强度大致呈反余切函数关系。冻结粉质粘土应力一应变关系呈硬化型，无峰值强度。未冻粉质粘土应力一应变关系呈软化型，有峰值强度。依据Duncan—Chang模型建模思路建立了以温度为影响因子的冻结粉质粘土本构模型。偏应力和应变呈幂次函数关系。温度则主要通过幂次函数的系数A和曰影响冻结粉质粘土的应变。最后，将建立的本构模型导入有限元分析软件MIDAS中，并以沈阳地铁DKll+395联络通道处工程为

3、例，对冻结法施工过程中的土体变形进行了数值模拟。数值计算结果与现场监测结果吻合程度较好，验证了所建立本构关系模型的有效性。关键词：隧道工程；冻结粉质粘土；变形；温度；本构关系；三轴剪切试验中图分类号：TU411文献标识码：A文章编号：1002—0268(2013)05—0074—08ExperimentalResearchonRelationbetweenDeformationandTemperatureCharacteristicsofArtificialFrozenSiltyClayofCrossPas

4、sageofMetroTunnelZHANGXiang—dong，LIUJia—shun，ZHANGJian-jun，ZHANGYu(SchoolofCivilEngineeringandTransportation，LiaoningTechnicalUniversity，FuxinLiaoning123000，China)Abstract：Inordertoresearchtheeffectoftemperatureondeformationofsiltyclay，takingfrozensiltycla

5、yastheresearchobject，thedeformationpropertyofsiltyclayatdifferenttemperaturesareresearchedbytriaxialsheartest．Thetestresultshowsthat(1)theeffectoftemperatureonthestrengthanddeformationofthesiltyclayisremarkable，thelowerthetemperature，thesmallerthedeformati

6、onundersamedeviatoricstressecondition；(2)therelationbetweentemperatureandstrengthisinversecotangentfunction；(3)thestress-strainrelationoffrozensiltyclayshowshardeningtypeandhavenopeakstrength，whilethestress—strainrelationshowssofteningtypeandhavepeakstreng

7、th．TheconstitutivemodeloffrozensiltyclaywhichconsideredtheeffectoftemperatureisestablishedaccordingtoDuncan—Changmodel．Therelationbetweendeviatoricstressandstrainispowerfunction．ThetemperatureinfluencethestrainthroughAandBwhicharethepowerfunction’Scoeffici

8、ents．Atlast，theestablishedconstitutivemodelisimputedintothefiniteelementanalysissoftwareMIDAS．ThesoildeformationintheconstructionofconnectingpassagesinDKl1+395sectionofShenyangsubwayduringthefreezingprocessis