不同初始状态软黏土在主应力轴耦合旋转下的孔压及3维变形规律

摘要

土体在受波浪、地震及交通荷载等荷载作用时,其相应的应力状态较为复杂,因此,在实际工程中偏应力和主应力轴方位角同时变化的情况普遍存在。目前,关于这种应力条件下原状软黏土的物理力学特性的研究尚处于起步阶段。主应力轴耦合旋转是指在主应力轴方向旋转的同时,偏应力不断增大,平均主应力、中主应力系数均保持不变。为研究主应力轴耦合旋转时原状软黏土的变形和孔压特性,基于空心圆柱扭剪控制系统(HCA),对原状软黏土进行了一系列不同初始状态的扭剪试验,探讨了不同固结倾角、中主应力系数在主应力轴耦合旋转条件下对原状软黏土的变形、孔压等特性的影响。结果表明:不同初始固结状态对软黏土的变形特性有明显的影响;主应力轴耦合旋转过程中,软黏土试样在主应力系数b=0和0.5时的轴向变形以受压为主,在b=1.0时主要表现为受拉状态。不同初始固结倾角下,主应力轴耦合旋转下试样的轴向、环向和剪切变形趋势均有明显的不同;径向应变值差别不大,在b=0.5时,试样的径向应变值接近于0。不同初始固结倾角条件下,试样的孔压峰值对应的大主应力方位角也不同,孔压累积与应变开展并不一一对应;应力和应变的变化与偏应力和主应力方位角的增加不同步,即存在明显的非共轴现象。