国家自然科学基金(50308025)
- 作品数：12 被引量：106H指数：7
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- 主应力轴循环旋转对超固结黏土性状影响试验研究被引量：8
- 2008年
- 对不同超固结比以及超固结形成条件下原状软黏土在主应力轴循环旋转条件下的孔压、应力应变关系等性状进行试验研究。研究结果表明,随着超固结比的提高,试样在主应力轴循环旋转过程中的动强度及等效瞬时刚度均有显著提高,而其孔压开展特征则受前期超固结形成过程中反压控制条件影响:若超固结卸载时不提供反压恒定控制条件,试样在后续主应力轴循环旋转过程中的孔压迅速呈现负压的变化趋势,负孔压的持续开展程度随超固结比的增大而提高;而当超固结卸载时恒定控制反压,土体在后续的主应力轴旋转过程中,仅在强超固结比条件下孔压才会产生负向开展特征。但不同的反压控制条件未对土体在主应力轴循环旋转中的振次–应变关系以及动强度等特性产生显著影响。
- 沈扬周建龚晓南刘汉龙
- 关键词：超固结比孔压
- 主应力轴旋转对土体性状影响的试验进展研究被引量：21
- 2006年
- 对目前国内外主应力轴旋转条件(包括单向旋转和循环旋转)下土体性状研究的室内试验进行系统的分析与总结,得到以下结论:土体在不排水主应力轴旋转条件下产生孔压积累,这在主应力轴循环旋转中特别显著,且通常大于等剪应力幅度的动三轴或扭剪试验产生的孔压,并可建立与某种应变增量的函数关系,此外孔压开展的速率与程度受到土体原生各向异性的影响,但当试样所受剪应力水平较低时,上述影响的程度减弱。而在主应力轴循环旋转过程中,孔压还与主应力轴的转幅或循环次数等因素有关;主应力轴循环旋转并没有导致有效内摩擦角的显著变化。相当一部分试验结果表明,不论主应力轴旋转时的排水条件如何,只要采用归一化的强度标准,土体后续的抗剪强度并不受主应力轴旋转的影响,但也有一些试验表明,排水条件下主应力轴旋转引起原生各向异性轴的同步旋转,导致同一方向旋转前后的定向抗剪强度不尽相同;土体在主应力轴旋转条件下的主应变增量方向往往介于主应力增量和主应力方向之间,而旋转过程对土体后续加载路径中的应力–应变关系是否产生影响主要依赖于主应力轴旋转过程中产生的应变积累水平。此外,还建议可从孔压、强度、应力–应变关系3个角度出发,进行高剪应力水平、高频率主应力轴旋转试验,并深入研究各个应力因素对主应力轴旋转下土性的影响。
- 沈扬周建龚晓南
- 关键词：土力学主应力轴旋转土体孔压应力-应变关系
- 考虑主应力方向变化的原状黏土强度及超静孔压特性研究被引量：28
- 2007年
- 针对许多实际岩土工程问题中,土体所受应力路径主应力方向会旋转变化的特点,采用空心圆柱仪(HCA)对主应力轴方向突变和连续旋转条件下杭州典型原状黏土的强度和孔压特征进行研究。试验表明:土体强度主要受原生各向异性影响,试样在破坏时的主应力作用方向以及中主应力参数是影响土体强度的主要因素,而主应力轴旋转对于强度则无显著影响;试样无论是否经历主应力轴旋转,在破坏时都会有显著的剪切带产生,同时剪切带平面与大主应力作用方向的夹角基本保持一个常数;主应力轴旋转会引起土中孔压积累,积累程度受主应力轴转幅及旋转时剪应力幅值、剪应力水平支配。这部分孔压增量较之主应力方向固定不变剪切产生的极限孔压而言不能忽略。
- 沈扬周建张金良龚晓南
- 关键词：主应力方向主应力轴旋转孔压剪切带
- 原状软黏土空心圆柱试样制备研究被引量：12
- 2007年
- 空心圆柱仪是进行主应力轴旋转试验研究的主要试验仪器。目前国内外很少用此仪器进行原状土试验研究的一个主要原因是原状土试样取样、制备困难。在大量研究和试验基础上,确定了浙江大学5 Hz空心圆柱仪的试样尺寸。针对杭州软黏土的特性,成功研制了适用于软黏土的内壁切削器和内壁精修器,详细介绍了外、内壁的切削步骤和试样安装过程。实践证明:可以用自发研制的制样器成功完成原状软黏土空心圆柱试样的制备,所制试样完全满足试验要求,解决了原状土试验研究试样制备的难题,为后续研究提供了制样保证。
- 周建张金良沈扬张泉芳
- 关键词：软黏土
- 浙江大学5Hz空心圆柱仪试样固结变形研究被引量：2
- 2008年
- 目前,国际上研究主应力轴旋转对土体性状影响的较理想仪器主要是空心圆柱仪,浙江大学岩土工程研究所与英国GDS仪器设备有限公司共同研发的5Hz空心圆柱仪,可进行静态试验及中高频率下轴力、扭矩共同变载试验。准确测定空心圆柱试样的变形是后续应力控制试验的前提及应变测量的基准,而试样在等压固结以后,由于装样操作及气泡的影响很难直接精确地测量。通过对试样内压腔体变、反压腔体变及轴向应变的分析,利用迭代法,推导空心圆柱试样等压固结后内外径计算公式,修正Tastuoka关于试样内外径变化的假设,并与局部传感器实测值进行对比,说明由体变和轴向位移变化计算外径的方法是可行的,用修正后的内径计算结果重新进行试验可以大大提高试验的测试精度和应力控制的可靠性。
- 周建张金良沈扬张泉芳
- 关键词：土力学空心圆柱仪迭代法
- 低剪应力水平主应力轴循环旋转对原状黏土性状影响研究被引量：3
- 2008年
- 为研究低剪应力水平主应力轴循环路径可能对黏土性状产生的影响,以杭州地区典型原状软黏土为对象开展试验研究。结果表明,试样在安全极限剪应力水平下进行剪应力恒定的多振次主应力轴循环旋转后(含单幅和双幅旋转),应变及孔隙水压力发展进入动态平衡,瞬时等效刚度和孔隙水压力值主要取决于剪应力中的扭剪应力分量,而轴向应力分量对两值亦有促进作用。进入主应力轴循环旋转动态平衡的试样在卸载后进行后续静态剪切时,应力–应变关系将表现出明显的刚度硬化特征,其中尤以三轴压缩过程中强度发挥程度提前的现象最为显著。同时,由于主应力轴循环旋转导致试样残余应变的积累及结构上的变化,使得试样在后续三轴压缩试验初期产生的主应变增量与主应力增量方向不共轴特性较为明显。但低于安全极限剪应力水平的主应力轴循环旋转未对试样的静态抗剪强度以及临界孔隙水压力产生显著影响。
- 沈扬周建张金良龚晓南
- 关键词：土力学原状软黏土孔隙水压力
- 空心圆柱仪(HCA)模拟恒定围压下主应力轴循环旋转应力路径能力分析被引量：32
- 2006年
- 针对国际上大多数HCA仪在主应力轴循环旋转试验中只能提供轴力和扭矩两个加载变量的现状,指出了这种变载方式在模拟主应力轴循环旋转应力路径方面存在的局限性。通过详细的数学推导提出了三种切实可行,且能模拟实际工程中土体经历主应力轴循环旋转的应力加载方式:①在满足轴力W等于3πrori(pi-po)的前提下,仅变化扭矩MT可实现围压p不变,中主应力参数b恒定(0.5),而剪应力q随大主应力轴转角α有规律循环变化的应力路径;②在保持b不变的前提下(此时b可以设定为不等于0.5的任意合理值),只要W和MT能满足一定的三角函数关系式,同时以p—q形式的临界状态线为准绳,通过控制轴力的加载范围限制试验中允许出现的q的峰值,就可以实现p、q之间保持恒定线性关系而α有规律循环变化的应力路径;③若不考虑中主应力对于土体性状影响,则可通过对W和MT采用较为简单的三角函数关系来实现保持q不变,而(σ1+σ3)/2随α单调递减的应力变化方式。研究成果不仅给后继的试验方案提供了理论基础,也为HCA仪器功能的完善提供了很好的依据。
- 沈扬周建龚晓南
- 关键词：应力路径
- 新型空心圆柱仪的研制与应用被引量：12
- 2007年
- 为研究交通、波浪等荷载产生的主应力轴循环旋转应力路径对土体性状的影响,研制了可以在轴力、扭矩中高频率下共同变载的空心圆柱仪(HCA),并分析了设备的技术参数和性能指标.在静态试验环境下,设备的内外围压、轴力和扭矩均可独立控制;在动态试验环境下,轴力和扭矩可作任意波形周期变化,变载频率可达5 Hz.传感器工作性能稳定,测量精度高,有多重校合,并配备了非接触式水下应变传感器.通过开发专用切样装置,利用该设备对原状黏土样进行初步试验,分别验证了仪器实现主应力轴旋转特殊应力路径以及在中、高频率下轴力和扭矩的任意波形变载功能,说明此空心圆柱仪具备模拟包括主应力轴旋转在内的复杂应力路径的工作能力.
- 沈扬周建张金良张泉芳龚晓南
- 关键词：空心圆柱仪
- 主应力轴循环旋转下原状软黏土临界性状研究被引量：6
- 2008年
- 针对在交通、波浪等动荷载下土体所受应力状态具有主应力轴循环旋转的特征,对杭州地区典型原状软黏土开展不排水模拟试验.主应力轴双幅循环旋转的试验结果表明,试样扭剪、轴向应变发展受主应力轴旋转角度的影响,当转角大于一定值时,破坏应变以扭剪应变占主导,反之则要考虑扭剪和轴向等应变的共同影响.在同一旋转频率下,随着剪应力提高,试样破坏应变同步提高,且与破坏振次对数值成线性关系;若剪应力幅值不变,随旋转频率提高,临界破坏应变同步减少,破坏振次大幅提升,两者在对数曲线上亦可用线性关系表示.与等剪应力幅值的主应力轴双幅循环旋转试验结果相比,当单幅循环旋转破坏时扭剪应变很大,且受频率或剪应力幅值影响小,同时最小破坏剪应力也有显著提高.
- 沈扬周建张金良龚晓南
- 关键词：原状软黏土
- 空心圆柱仪主应力轴旋转试验副效应研究及对策被引量：6
- 2005年
- 详细分析了采用空心圆柱仪进行主应力轴旋转试验遇到的若干问题,主要包括三个方面:空心圆柱试样制备及各向同性试样的获得;试验中尺寸效应、端部效应的考虑与消除;空心试样膜嵌入效应对排水、不排水试验结果的影响等。在系统研究的基础上提出了相应的解决方法,为合理试验成果的取得与修正提出了有益建议。
- 沈扬周建郑伟
- 关键词：空心圆柱仪主应力轴旋转尺寸效应各向同性端部效应
