粘性土剪切帶的試驗(yàn)研究與性狀分析.pdf

1、土體中的剪切帶現(xiàn)象是一種復(fù)雜的工程現(xiàn)象，研究剪切帶的基本性質(zhì)對(duì)土體的變形、土工構(gòu)筑物的穩(wěn)定性分析具有實(shí)際意義。但目前剪切帶分析研究還是初步階段，并不完善的，難以解釋實(shí)際工程中的具體現(xiàn)象。為了進(jìn)一步的研究剪切帶現(xiàn)象，本文對(duì)南京及附近地區(qū)典型的粉土、粉質(zhì)粘土和粘土進(jìn)行了三軸壓縮試驗(yàn)，得到了偏應(yīng)力、有效主應(yīng)力比、孔隙水壓力隨應(yīng)變變化的關(guān)系曲線，量測了剪切帶傾角，并簡要分析了剪切帶產(chǎn)生后的土體強(qiáng)度、應(yīng)力－應(yīng)變及變形特性。通過對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的分析，主

2、要結(jié)論如下：
　　 1.具有剪切帶破壞的土樣，其應(yīng)力－應(yīng)變、有效主應(yīng)力比－應(yīng)變曲線均具有明顯的非線性，但有效主應(yīng)力比－應(yīng)變曲線均表現(xiàn)出軟化特性，與土樣類型及剪切方式無關(guān)。
　　 2.結(jié)構(gòu)的不均勻、邊界條件的缺陷是剪切帶產(chǎn)生的基本條件。具有剪脹特性的粉土易于產(chǎn)生剪切帶。原狀粉質(zhì)粘土和原狀粘土試樣中含有弱單元(如鐵錳結(jié)核、砂礓等)，使得土體各微小區(qū)域上結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的不一致，偏應(yīng)力增大時(shí)就會(huì)導(dǎo)致剪切帶的出現(xiàn)。
　　 3.不

3、排水剪切過程中，孔壓與偏應(yīng)力之間的關(guān)系表現(xiàn)出先增后減，先正后負(fù)的剪脹特性?？讐悍逯悼梢员碚魍馏w局部開始屈服，并出現(xiàn)變形局部化的狀態(tài)。具有剪切帶的土體，較多的表現(xiàn)出超固結(jié)土的特性。
　　 4.總結(jié)了Mohr Coulomb理論、Roscoe理論和Arthur理論對(duì)剪切帶傾角的計(jì)算方法，并與剪切帶傾角量測值進(jìn)行了對(duì)比，分析了圍壓、干密度和含水量對(duì)其的影響。試驗(yàn)表明，剪切帶傾角量測值與Mohr Coulomb理論計(jì)算值較為一致，粉土樣

4、剪切帶傾角隨著圍壓的增高而增大；粉質(zhì)粘土和粘土樣的剪切帶傾角隨著含水量的增加而降低。
　　 5.土體的變形局部化現(xiàn)象與其應(yīng)變軟化特性密切相關(guān)。砂質(zhì)粉土，以剪脹軟化為主；原狀粉質(zhì)粘土和粘土，較多的以損傷軟化為主。
　　 6.對(duì)于重塑粉土試樣，用主應(yīng)力差漸近值因子進(jìn)行應(yīng)力-應(yīng)變曲線的歸一化，效果較好，能夠預(yù)測出偏應(yīng)力峰值。而具有軟化性能的非線性彈性模型可以擬合峰值后關(guān)系曲線，修正劍橋模型擬合的應(yīng)力應(yīng)變曲線不理想。但兩種模型均