球模仪测试冻结砂长期抗剪强度的双球模型解答及其试验研究

摘要

球形模板压入试验由于其试验过程简单易行,测试结果比较准确而广泛应用于冻结土的力学性质测试中,尤其是在确定冻结土的等效黏聚力上优势更为显著。本文通过球形模板压入试验分析不同粒径组冻结砂土长期等效黏聚力(长期抗剪强度)随时间的变化规律,并利用弹性力学解答空间问题的研究方法,总结出不同固定荷载试验条件下球形模板压头压入冻结砂土试样深度S_(t)之间的相互转换关系。研究结果表明:试验过程中,冻结砂土的长期抗剪强度随时间呈降低趋势,降低速率由快至慢,最终在试验进行约24h后趋于稳定,且冻结砂土长期抗剪强度与砂土的颗粒尺寸呈正相关的关系;在7.0kg固定荷载试验条件下得到的压入深度随时间变化曲线经转换后得到的拟合曲线与在5.1kg固定荷载试验条件下得到的压入深度随时间变化的实测曲线相比较,具有较高拟合度;不同粒径组拟合所得的冻结砂土长期抗剪强度随时间变化曲线也与实测曲线具有较高拟合度。