剪切速率对结构性吹填软土力学特性影响试验研究.pdf

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1、ＪｏｕｒｎａｌｏｆＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＧｅｏｌｏｇｙ工程地质学报１００４－９６６５／２０１５／２３（１）０００７０６ＤＯＩ：１０．１３５４４／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｅｇ．２０１５．０１．００２剪切速率对结构性吹填软土力学特性影响试验研究①②①②杨爱武雷博（①天津城建大学土木工程学院天津３００３８４）（②天津市软土特性与工程环境重点实验室天津３００３８４）摘要黏土在剪切变形过程中，剪切速率的不同会对其结构破坏产生不同影响，从而影响其力学特性。本文以天津滨海新区吹填软土为研究对象，在对吹填软土关于结构性讨论的基础上，开展了剪切速率对其力学性状影响的三轴试验研究，分析其剪切速率力学效应。试验结果表

2、明：随着剪切速率的提高，在低围压条件下，吹填软土的强度及其结构屈服应力均先减小后增大，存在临界剪切速率，而在高围压条件下，强度及其结构屈服应力则逐渐增大，与剪切速率呈正相关关系，临界剪切速率逐渐消失；吹填软土的黏聚力在不同围压下随剪切速率提高均呈现减小趋势，内摩擦角在低围压条件下随剪切速率提高呈现增大趋势，在高围压条件下则随剪切速率提高呈现减小趋势；在剪切过程中，孔隙水压力均随着轴向应变的增大到某一值然后稳定下来，随着围压的进一步加大，孔隙水压力的稳定值会随剪切速率的提高呈减小趋势。关键词吹填软土结构性剪切速率力学特性结构屈服应力中图分类号：ＴＵ４１文献标识码：ＡＥＸＰＥＲＩＭＥＮＴＡＬＳＴＵ

3、ＤＹＯＮＥＦＦＥＣＴＯＦＳＨＥＡＲＩＮＧＲＡＴＥＯＮＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＢＥＨＡＶＩＯＲＯＦＳＴＲＵＣＴＵＲＥＤＳＯＦＴＤＲＥＤＧＥＲＦＩＬＬ①②①②ＹＡＮＧＡｉｗｕＬＥＩＢｏ（①ＳｃｈｏｏｌｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｉａｎｊｉｎＣｈｅｎｇｊｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００３８４）（②ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＴｉａｎｊｉｎＳｏｆｔＳｏｉｌＣｈａｒａｃｔｅｒａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＥｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００３８４）ＡｂｓｔｒａｃｔＩｎｃｌａｙｓｈｅａｒｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｈｅａｒｒａｔｅｓｈａｖｅｄｉ

4、ｆｆｅｒｅｎｔｅｆｆｅｃｔｓｏｎｉｔｓｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｄａｍａｇｅ，ｔｈｕｓａｆｆｅｃｔｉｎｇｉｔｓｍｅｃｈａｎｉｃａｌｂｅｈａｖｉｏｒ．ＴｈｉｓｐａｐｅｒｔａｋｅｓｔｈｅｓｏｆｔｄｒｅｄｇｅｒｆｉｌｌｆｒｏｍＴｉａｎｊｉｎＢｉｎｈａｉＮｅｗＡｒｅａａｓｒｅｓｅａｒｃｈｏｂｊｅｃｔ．Ｉｔｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌａｂｏｕｔｓｏｆｔｄｒｅｄｇｅｒｆｉｌｌ，ａｎｄｃａｒｒｉｅｓｏｕｔｔｈｅｔｒｉａｘｉａｌｓｈｅａｒｔｅｓｔｓｔｏｓｔｕｄｙｅｆｆｅｃｔｓｏｎｍｅｃｈａｎｉｃａｌｂｅｈａｖｉｏｒｃａｕｓｅｄｂｙｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｈｅａｒｒａｔｅｓ，ａｎａｌｙｚｅｓｉｔｓｍｅｃｈ

5、ａｎｉｃａｌｅｆｆｅｃｔｏｆｓｈｅａｒｉｎｇｒａｔｅ．Ｔｈｅｔｅｓｔｒｅｓｕｌｔｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔａｓｔｈｅｓｈｅａｒｒａｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｓ，ａｔｌｏｗｃｏｎｆｉｎｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｙｉｅｌｄｓｔｒｅｓｓｏｆｓｏｆｔｄｒｅｄｇｅｒｆｉｌｌｉｎｃｒｅａｓｅａｔｆｉｒｓｔａｎｄｔｈｅｎｄｅｃｒｅａｓｅ，ｅｘｉｓｔｉｎｇａｃｒｉｔｉｃａｌｓｈｅａｒｒａｔｅ．Ａｔｈｉｇｈｃｏｎｆｉｎｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｙｉｅｌｄｓｔｒｅｓｓｉｎｃｒｅａｓｅｇｒａｄｕ

6、ａｌｌｙ，ｗｈｉｃｈｓｈｏｗｓａｐｏｓｉｔｉｖｅｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎｗｉｔｈｔｈｅｓｈｅａｒｉｎｇｒａｔｅ．Ｔｈｅｃｒｉｔｉｃａｌｒａｔｅｉｓｄｉｓａｐｐｅａｒｉｎｇｇｒａｄｕａｌｌｙ．Ｈｏｗｅｖｅｒ，ａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｏｎｆｉｎｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｃｏｈｅｓｉｏｎｏｆｄｒｅｄｇｅｒｆｉｌｌｄｅｃｒｅａｓｅｓａｓｔｈｅｓｈｅａｒｉｎｇｒａｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｓ．Ａｓｔｈｅｓｈｅａｒｉｎｇｒａｔｅｉｎｃｒｅａｓｅｓ，ｔｈｅｉｎｔｅｒｎａｌｆｒｉｃｔｉｏｎａｎｇｌｅｓｈｏｗｓａｎｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｔｒｅｎｄａｔｌｏｗｃｏｎｆｉｎｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｃｏｎｄ

7、ｉｔｉｏｎ，ｗｈｉｃｈｓｈｏｗｓａｄｅｃｒｅａｓｉｎｇｔｒｅｎｄａｔｈｉｇｈｃｏｎｆｉｎｉｎｇｐｒｅｓｓｕｒｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎ．Ｉｎｔｈｅｓｈｅａｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓ，ｐｏｒｅｗａｔｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅｉｎｃｒｅａｓｅｓｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆ收稿日期：２０１４－０１－１５；收到修改稿日期：２０１４－０７－１７．基金项目：国家自然科学基金（４１３７２２９１）资助．第一作者简介：杨爱