循环荷载作用下正融粉质黏土强度特征与滞回环演化规律
发布时间：2022-01-24 06:40
季冻区路基春融过程中,特别是反复循环荷载作用下,极易造成承载能力显著降低、翻浆冒泥等灾害现象,但是目前对季冻区路基的研究大多数都停留在冻结土和经历冻融循环后全融土阶段,正融土的研究比较少。本文对正融粉质黏土进行了不同融化温度、冻结负温、含水率以及围压下的三轴单调加载和循环加卸载试验,研究发现经历循环加卸载的试样强度较单调加载绝大多数均有降低,每次循环会对试样造成一定的损伤;峰值强度随含水率的增大、围压减小而下降显著,主要由于试样顶端融化时存在大量水分和围压的约束作用造成;冻结负温和融化温度影响了融化速率,温度越低,前期强度越高,随时间推移影响减弱;用滞回环回弹模量定义了损伤变量,发现损伤变量与循环次数呈正相关;不同因素影响下,损伤变量的增长区别在于损伤快速发展和缓慢发展时对应循环次数上的差异;基于滞回环面积定义了耗散能,而损伤变量与耗散能却存在一定此消彼长的相关性。
【文章来源】：水文地质工程地质. 2020,47(04)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
装有试样的聚乙烯泡沫板
(2)本文所用的三轴循环荷载试验方法具体步骤是:在某一围压下对试样进行三轴压缩，当轴向应变达到εa1时开始第一次卸载，卸载到偏差应力为零(即σ1-σ3=0)，再加载到轴向应变为εa2后开始第二次卸载，依此类推进行N次循环，本文试验中前三次加卸载的轴向应变差约为2%，后两次加卸载的轴向应变差约为3%，即达到2%、4%、6%、9%、12%的轴向应变时卸载，每个围压下进行5个加载-卸载-再加载循环，典型的试验曲线如图2所示。(3)试样从高低温交变箱取出装入仪器约2 min左右，装样阶段的融化量几乎很小，试验只模拟装入仪器后正融土的剪切过程，剪切和卸载速率为1.67×10-2mm/s，试样轴向应变达到15%时试验结束[21]。试验循环加卸载试验用时约为26 min，室内环境下试样芯部完全融化到试验温度约30 min，试验条件基本满足正融土剪切试验的正融过程。为对比循环荷载作用的影响，在与加卸载试验相同试验条件进行了常规三轴压缩试验。试验采用的设备是由冻土三轴仪改造而成的高低温三轴仪，仪器可以保证试验过程中融化温度恒定不变。
图5为不同含水率下应力应变曲线，含水率对正融土强度的影响也比较明显。峰值强度最大的仍为含水率9%的试样，其次是含水率为12%，强度最小为含水率15%。主要由于在单向冻结的过程中，土样未冻区的水分向冷端迁移，使得在试样的顶端汇聚了水分并结成冰造成正融时强度的差异。图4 不同围压下应力应变曲线
【参考文献】：
期刊论文
[1]岩石循环加卸载作用下能量的演化规律[J]. 詹可亮,薛俊华,刘之喜. 煤矿安全. 2019(03)
[2]高压正融土与结构接触面剪切力学特性试验研究[J]. 王博,刘志强,赵晓东,梁智,肖浩汉. 岩土力学. 2017(12)
[3]冻结盐渍土三轴剪切试验过程中的损伤及压融分析[J]. 高娟,赖远明. 岩土工程学报. 2018(04)
[4]循环与单调加载作用下冻结黄土的变形与损伤特性[J]. 徐湘田,赖远明,周志伟,谢胜波. 冰川冻土. 2014(05)
[5]循环加卸载中滞回环与弹塑性应变能关系研究[J]. 肖福坤,申志亮,刘刚,张泽,张峰瑞. 岩石力学与工程学报. 2014(09)
[6]正融粉质黏土在循环荷载作用下的变形特性研究[J]. 彭丽云,刘建坤. 岩土工程学报. 2010(04)
[7]季节性冻土地区铁路路基冻害及其防治措施[J]. 王秋枝. 铁道勘察. 2009(03)
[8]正融土无侧限抗压试验研究[J]. 彭丽云,刘建坤,田亚护,钱春香. 岩土工程学报. 2008(09)
硕士论文
[1]基于侧装式弯曲元法的正融土剪切模量特性研究[D]. 窦帅.中国矿业大学 2018
[2]动荷载作用下109国道正融砂质粉土路基填料变形特性研究[D]. 杜艳.北京交通大学 2010
[3]正融土无侧限抗压强度试验研究[D]. 刘琳.北京交通大学 2007
本文编号：3606064
【文章来源】：水文地质工程地质. 2020,47(04)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
装有试样的聚乙烯泡沫板
(2)本文所用的三轴循环荷载试验方法具体步骤是:在某一围压下对试样进行三轴压缩，当轴向应变达到εa1时开始第一次卸载，卸载到偏差应力为零(即σ1-σ3=0)，再加载到轴向应变为εa2后开始第二次卸载，依此类推进行N次循环，本文试验中前三次加卸载的轴向应变差约为2%，后两次加卸载的轴向应变差约为3%，即达到2%、4%、6%、9%、12%的轴向应变时卸载，每个围压下进行5个加载-卸载-再加载循环，典型的试验曲线如图2所示。(3)试样从高低温交变箱取出装入仪器约2 min左右，装样阶段的融化量几乎很小，试验只模拟装入仪器后正融土的剪切过程，剪切和卸载速率为1.67×10-2mm/s，试样轴向应变达到15%时试验结束[21]。试验循环加卸载试验用时约为26 min，室内环境下试样芯部完全融化到试验温度约30 min，试验条件基本满足正融土剪切试验的正融过程。为对比循环荷载作用的影响，在与加卸载试验相同试验条件进行了常规三轴压缩试验。试验采用的设备是由冻土三轴仪改造而成的高低温三轴仪，仪器可以保证试验过程中融化温度恒定不变。
图5为不同含水率下应力应变曲线，含水率对正融土强度的影响也比较明显。峰值强度最大的仍为含水率9%的试样，其次是含水率为12%，强度最小为含水率15%。主要由于在单向冻结的过程中，土样未冻区的水分向冷端迁移，使得在试样的顶端汇聚了水分并结成冰造成正融时强度的差异。图4 不同围压下应力应变曲线
【参考文献】：
期刊论文
[1]岩石循环加卸载作用下能量的演化规律[J]. 詹可亮,薛俊华,刘之喜. 煤矿安全. 2019(03)
[2]高压正融土与结构接触面剪切力学特性试验研究[J]. 王博,刘志强,赵晓东,梁智,肖浩汉. 岩土力学. 2017(12)
[3]冻结盐渍土三轴剪切试验过程中的损伤及压融分析[J]. 高娟,赖远明. 岩土工程学报. 2018(04)
[4]循环与单调加载作用下冻结黄土的变形与损伤特性[J]. 徐湘田,赖远明,周志伟,谢胜波. 冰川冻土. 2014(05)
[5]循环加卸载中滞回环与弹塑性应变能关系研究[J]. 肖福坤,申志亮,刘刚,张泽,张峰瑞. 岩石力学与工程学报. 2014(09)
[6]正融粉质黏土在循环荷载作用下的变形特性研究[J]. 彭丽云,刘建坤. 岩土工程学报. 2010(04)
[7]季节性冻土地区铁路路基冻害及其防治措施[J]. 王秋枝. 铁道勘察. 2009(03)
[8]正融土无侧限抗压试验研究[J]. 彭丽云,刘建坤,田亚护,钱春香. 岩土工程学报. 2008(09)
硕士论文
[1]基于侧装式弯曲元法的正融土剪切模量特性研究[D]. 窦帅.中国矿业大学 2018
[2]动荷载作用下109国道正融砂质粉土路基填料变形特性研究[D]. 杜艳.北京交通大学 2010
[3]正融土无侧限抗压强度试验研究[D]. 刘琳.北京交通大学 2007
本文编号：3606064
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