新型真三軸儀調(diào)試及重塑黃土強(qiáng)度變形特性的試驗(yàn)研究.pdf

1、真三軸儀是一種任意應(yīng)力路徑下測(cè)試土力學(xué)特性的試驗(yàn)儀器。西安理工大學(xué)研制了一種新型壓力室真三軸儀,它具有伺服步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿推進(jìn)活塞產(chǎn)生壓力的液壓/體變控制器獨(dú)立施加三向主應(yīng)力的自動(dòng)控制系統(tǒng)。本文首先進(jìn)行了國(guó)內(nèi)外同類儀器的比較分析和新型真三軸儀儀器性能的測(cè)試與調(diào)試；進(jìn)而,利用該真三軸儀,進(jìn)行了重塑黃土的真三軸試驗(yàn),分析了真三軸應(yīng)力條件下不同含水率重塑黃土的強(qiáng)度變形特性。通過以上的研究工作,得到了如下的一些認(rèn)識(shí)： (1)西安理工

2、大學(xué)真三軸儀采用軸向剛性板加載、側(cè)向雙軸液壓柔性囊加載的三向加載方式：側(cè)向雙軸相鄰液壓囊之間采用徑向彈性伸縮、平面彈性轉(zhuǎn)動(dòng)的薄壁鋼板有效隔離；三向均應(yīng)用伺服步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲桿推進(jìn)活塞的液壓/體變控制器加載,實(shí)現(xiàn)了三向獨(dú)立加載、互不干擾。經(jīng)測(cè)試分析,儀器系統(tǒng)性能穩(wěn)定。 (2)經(jīng)過調(diào)試及控制系統(tǒng)的完善,能夠完成各類常規(guī)試驗(yàn)及特殊試驗(yàn)：①應(yīng)力、應(yīng)變控制式等中軸應(yīng)力比試驗(yàn)；②等球應(yīng)力試驗(yàn)；③加卸荷循環(huán)應(yīng)力路徑試驗(yàn)；④側(cè)向卸荷試驗(yàn)；⑤蠕

3、變?cè)囼?yàn)；⑥應(yīng)力誘導(dǎo)各向異性試驗(yàn)。 (3)通過對(duì)不同初始含水率和不同固結(jié)圍壓條件下的重塑黃土的試驗(yàn)分析表明,同一含水率及固結(jié)圍壓條件下,隨著中主應(yīng)力比的增大,應(yīng)力應(yīng)變曲線由強(qiáng)硬化型逐漸轉(zhuǎn)化為弱硬化型或理想塑性；同一固結(jié)圍壓及中主應(yīng)力比值條件下,隨著含水率的增大,應(yīng)力應(yīng)變曲線由弱硬化型或理想塑性轉(zhuǎn)化為強(qiáng)硬化型；同一含水率及中主應(yīng)力比值條件下,隨著固結(jié)應(yīng)力增大,應(yīng)力應(yīng)變曲線也由弱硬化型或理想塑性轉(zhuǎn)化為強(qiáng)硬化型。 (4)通過重塑

4、黃土的強(qiáng)度變化規(guī)律分析,不同應(yīng)變條件下π平面上重塑黃土屈服曲線與其破壞曲線基本相似；不同含水率條件下萬平面上黃土的破壞曲線相似,且隨著含水率的增大逐漸向內(nèi)收縮。通過π平面上重塑黃土破壞軌跡的擬合分析,邢義川所提出的破壞面的形狀函數(shù)能很好地描述重塑黃土π平面上的破壞曲線,該破壞曲線位于摩爾庫(kù)侖破壞面及松崗元SMP破壞面之外、廣義米塞斯圓之內(nèi)。 (5)通過不同含水率重塑黃土應(yīng)力空間破壞面變化規(guī)律分析,應(yīng)用廣義米塞斯準(zhǔn)則和SMP準(zhǔn)則建