結(jié)構(gòu)性黃土的扭剪試驗(yàn)及扭剪脆塑性破壞判別指數(shù)研究.pdf

1、扭轉(zhuǎn)是材料變形的基本形式之一，通過(guò)扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)可以研究材料在純剪應(yīng)力狀態(tài)下的力學(xué)性質(zhì)。在實(shí)際工程中出現(xiàn)的事故都與巖土材料發(fā)生脆性破壞有著密切的聯(lián)系，目前國(guó)內(nèi)外對(duì)于脆性指標(biāo)的度量沒(méi)有一個(gè)固定的方法。本文首先研制開(kāi)發(fā)了適應(yīng)于土體扭剪強(qiáng)度測(cè)定的試驗(yàn)裝置，并進(jìn)行安裝調(diào)試；基于此新型扭剪強(qiáng)度測(cè)試儀，進(jìn)行結(jié)構(gòu)性黃土的扭剪試驗(yàn)研究，分析含水率對(duì)于其扭剪強(qiáng)度的影響規(guī)律，提出了一種真正意義上能綜合考慮結(jié)構(gòu)性黃土抗拉、扭剪和抗剪強(qiáng)度的聯(lián)合強(qiáng)度；然后在試驗(yàn)研究的

2、基礎(chǔ)上，總結(jié)結(jié)構(gòu)性黃土發(fā)生脆-塑性破壞轉(zhuǎn)變的規(guī)律，提出結(jié)構(gòu)性黃土的脆性指數(shù)的表達(dá)式；最后對(duì)結(jié)構(gòu)性黃土試樣在扭剪荷載下的變形破壞機(jī)理進(jìn)行有限元計(jì)算模擬分析。得到的結(jié)論如下：
　?。?）設(shè)計(jì)研制了一種適應(yīng)于土體扭剪強(qiáng)度測(cè)定的試驗(yàn)裝置及相關(guān)附屬設(shè)備，調(diào)試和完善了該儀器。基于該試驗(yàn)裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)性黃土扭剪試驗(yàn)研究，得到了結(jié)構(gòu)性黃土破壞扭矩、破壞能、扭剪強(qiáng)度與含水率的關(guān)系，其均隨著含水率的增大呈非線性減小的趨勢(shì)。
　?。?）將結(jié)構(gòu)性黃土

3、的扭剪試驗(yàn)、抗拉強(qiáng)度試驗(yàn)、三軸試驗(yàn)和無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果相結(jié)合，做出σ?τ平面坐標(biāo)中的摩爾圓，得到結(jié)構(gòu)性黃土拉伸、扭剪與剪切破壞圖，提出了一種真正意義上能綜合考慮結(jié)構(gòu)性黃土抗拉強(qiáng)度、扭剪強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度的聯(lián)合強(qiáng)度。
　?。?）黃土的變形破壞可分為脆性破壞、中間型破壞和塑性破壞三種類型。隨著初始含水率增大，土的破壞模式由脆性破壞轉(zhuǎn)變?yōu)樗苄云茐摹Ｔ谌S和無(wú)側(cè)限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)中，黃土試樣發(fā)生塑性破壞時(shí)會(huì)被壓鼓，而不會(huì)出現(xiàn)裂開(kāi)的現(xiàn)象，但是在