二维粒状材料双轴压缩试验研究

摘要

为了研究粒状材料的各向异性力学行为与细观组构演化之间的关系,采用自主研发的双轴压缩试验系统,以圆形和椭圆形截面的金属棒状材料组成的二维堆积体为试验对象,对不同大主应力方向角δ(沉积面与大主应力作用面的夹角)的试样进行了各向等压、常侧向压力、等p剪切3种应力路径试验,并通过分析试样在不同变形阶段的数字照片得到了其细观组构演化规律.发现对于椭圆形截面的试样存在一个卓越剪切方向,随剪应变增大,颗粒长轴呈现出向该方向偏转的趋势,并且在大变形条件下沿该方向形成剪切带;卓越剪切方向与沉积面方向关系不大,而与大主应力作用面方向夹角约为45°+Φr/2,Φt为残余内摩擦角;随卓越剪切方向与沉降方向夹角的不同,颗粒偏转程度的小同是导致剪胀特性和峰值强度各向异性的主要原因.