测定各向异性砂土抗剪强度特性的新型直剪装置及初步应用

摘要

各向异性颗粒材料的变形和强度与相对于沉积方向的剪切方向或大主应力作用方向相关。为研究各向异性颗粒材料任意剪切面的抗剪强度特性,研制一套可实现剪切面与沉积面的夹角ψ在0°～180°全定义域区间任意变化的直剪试验装置。所研制的直剪盒的特点是各侧壁均独立可拆卸,因此在制样过程中可根据不同的需要进行组装,使该直剪试验盒的某些侧面和顶面打开。在验证该直剪试验装置有效性的基础上,对福建标准砂进行ψ在0°～180°范围内、间隔为15°的系列直剪试验。试验结果表明:ψ在0°～90°区间的某个面相对应有最小峰值内摩擦角,此后峰值内摩擦角随的增加而增加;但具有最大峰值内摩擦角的面不是与沉积面垂直即=90°的面,而是ψ>90°(ψ≈105°)的某个面。材料各向异性程度不同,相对应最大和最小峰值内摩擦角的ψ亦不同。