異質(zhì)土體間大剪切力學(xué)特性環(huán)剪試驗(yàn)研究.pdf

1、近幾年來(lái)，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展以及人類社會(huì)和工程建設(shè)的需求，在我國(guó)發(fā)生了大量獨(dú)具發(fā)生機(jī)理和運(yùn)動(dòng)特征的滑坡災(zāi)害現(xiàn)象。這些滑坡的發(fā)生過(guò)程實(shí)際上是其滑坡體沿滑動(dòng)面在一定的滑動(dòng)路徑上發(fā)生較大位移的滑動(dòng)剪切過(guò)程，在這一剪切破壞的過(guò)程中，在不同沿途介質(zhì)間的界面剪切效應(yīng)會(huì)改變?cè)袔r土體的物理及力學(xué)性質(zhì)。雖然國(guó)內(nèi)外眾多的研究者和機(jī)構(gòu)對(duì)滑坡災(zāi)害進(jìn)行了一系列的詳細(xì)研究，但是對(duì)不同巖土體介質(zhì)間的大剪切力學(xué)性質(zhì)的研究尚不夠深入。因此，有必要采取一定的技術(shù)手段，針

2、對(duì)該類異質(zhì)土大剪切力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行詳細(xì)的試驗(yàn)研究。
　　室內(nèi)土工試驗(yàn)是研究土體剪切力學(xué)性質(zhì)最有效的試驗(yàn)方法之一，但因常規(guī)直剪儀和三軸壓縮儀受其結(jié)構(gòu)和構(gòu)造的限制無(wú)法滿足土的較大位移剪切的試驗(yàn)條件。由于環(huán)剪儀具有獨(dú)特的環(huán)形剪切設(shè)計(jì)，且試樣在剪切過(guò)程中其剪切面面積可以保持不變和試樣可在連續(xù)的位移條件下進(jìn)行剪切等特點(diǎn)，因而能夠滿足在大剪切位移條件下對(duì)土體力學(xué)性質(zhì)研究的要求和條件。環(huán)剪儀所具有的獨(dú)特的設(shè)計(jì)構(gòu)造和試驗(yàn)功能，使其成為一種專門適用于土

3、體在大剪切位移條件下力學(xué)性質(zhì)研究的土工試驗(yàn)設(shè)備。隨著科技的進(jìn)步和發(fā)展，環(huán)剪儀逐漸應(yīng)用于土的應(yīng)變軟化、土的殘余抗剪強(qiáng)度、土與結(jié)構(gòu)物接觸界面間力學(xué)特性以及地質(zhì)災(zāi)害成因分析等多種研究領(lǐng)域。
　　本文借鑒了國(guó)內(nèi)外關(guān)于不同土體間大剪切力學(xué)性質(zhì)的研究經(jīng)驗(yàn)和成果，并參考了大量文獻(xiàn)，收集各種相關(guān)資料。利用吉林大學(xué)的大型高速環(huán)剪儀，針對(duì)大連濱海粉質(zhì)黏土、標(biāo)準(zhǔn)砂和由這兩種土組成的異質(zhì)土分別進(jìn)行了一系列的環(huán)剪試驗(yàn)研究。本文具體完成的工作如下：
　

4、　(1)本文首先查閱了國(guó)內(nèi)外關(guān)于滑坡災(zāi)害的研究成果，分析了實(shí)際滑坡的發(fā)生和運(yùn)動(dòng)機(jī)理，提出了本項(xiàng)研究的現(xiàn)實(shí)意義。
　　(2)詳細(xì)研究了關(guān)于殘余強(qiáng)度的三種室內(nèi)測(cè)定方法，闡述了直剪儀、三軸壓縮儀及環(huán)剪儀的結(jié)構(gòu)原理和適用條件。
　　(3)詳細(xì)介紹了本次試驗(yàn)所選用的試驗(yàn)儀器—大型高速環(huán)剪儀。采用該大型高速環(huán)剪儀在不同法向應(yīng)力和剪切速度條件下分別對(duì)大連濱海粉質(zhì)黏土和標(biāo)準(zhǔn)砂這兩種單一土樣的峰值強(qiáng)度、殘余強(qiáng)度和應(yīng)變軟化特性分別進(jìn)行了詳細(xì)的試

5、驗(yàn)研究。然后將大連濱海粉質(zhì)黏土和標(biāo)準(zhǔn)砂按照一定的方法制成異質(zhì)土樣，對(duì)該異質(zhì)土樣的大剪切力學(xué)特性進(jìn)行環(huán)剪試驗(yàn)研究。
　　(4)通過(guò)多組試驗(yàn)得出了不同法向應(yīng)力和剪切速度條件下大連濱海粉質(zhì)黏土和標(biāo)準(zhǔn)砂這兩種單一土的剪切位移-剪切應(yīng)力關(guān)系曲線，同時(shí)對(duì)每組粉質(zhì)黏土的峰值抗剪強(qiáng)度與法向應(yīng)力的關(guān)系進(jìn)行擬合，并對(duì)以上試驗(yàn)結(jié)果的形成機(jī)理進(jìn)行了分析。
　　(5)基于兩種單一土樣的環(huán)剪試驗(yàn)結(jié)果，對(duì)由兩種單一土組成的異質(zhì)土進(jìn)行了詳細(xì)的環(huán)剪試驗(yàn)研究，