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

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1、第27卷增1岩石力学与工程学报Vol.27Supp.12008年6月ChineseJournalofRockMechanicsandEngineeringJune，2008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1，2333沈扬，周建，张金良，龚晓南(1.河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室，江苏南京210098；2.河海大学岩土工程研究所，江苏南京210098；3.浙江大学岩土工程研究所，浙江杭州310027)摘要：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

2、，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

3、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。关键词：土力学；主应力轴循环旋转；低剪应力水平；原状软黏土；孔隙水压力；主应变增量方向中图分类号：TU435文献标识码：A文章编号：1000–6915(2008)增1–3033–07RESEARCHONINFLUENCEOFPRINCIPALSTRESSAXISCYCLICROTATIONATLOWSHEARSTRESSLEVELONBEHAVIOROFINTACTCLAY1，2333SHENYang，ZHOUJian，ZHANGJinliang，GONGXiaonan(1.K

4、eyLaboratoryofGeomechanicsandEmbankmentEngineeringofMinistryofEducation，HohaiUniversity，Nanjing，Jiangsu210098，China；2.InstituteofGeotechnicalEngineering，HohaiUniversity，Nanjing，Jiangsu210098，China；3.InstituteofGeotechnicalEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzhou，Zhejiang31002

5、7，China)Abstract：Inordertostudytheinfluenceofprincipalstressaxiscyclicrotationatlowshearstresslevelonclay′sbehavior，aseriesofexperimentsofHangzhoutypicalintactsoftclaywereconducted.Theexperimentalresultsrevealthatthestresspathssuchasprincipalstressaxiscyclicrotationwithconst

6、antshearstresslowerthanthelimitshearstressbringthevariationofsamples′straincomponentsandporewaterpressureintodynamicequilibrium；thestablevaluesofequivalentstiffnessandporewaterpressureatequilibriumaremainlydecidedbythetortionalshearstresscomponent；andtheaxialstresscomponenta

7、lsopromotesthesetwovalueswhenthetortionalshearstresscomponentsarethesame.Meanwhile，suchprincipalstressaxiscyclicrotationcausesthestiffnesstobeenhancedduringthefollowingstaticshearstage.Especially，whenthefollowingstageistriaxialcompressionone，thestrengthwillarriveinadvanceobs

8、ervably，andthedirectionsofprincipalstressincrementandprincipalstrainincreme