冻结饱和砂土真三轴试验及本构模型研究

摘要

为研究冻结饱和砂土在不同温度、初始围压、中主应力系数影响下的强度和变形特性,借助冻土真三轴试验机对黑龙江某矿砂土在-5℃、-10℃、-15℃3个温度下进行等小主应力σ等中主应力系数b加载真三轴试验,试验结果表明:在同一围压和温度下,冻结饱和砂土破坏强度随b值增大而增大,当b值达到0.75后,强度随b值增大而降低,近似呈二次函数关系;在同一围压和b值下,冻结饱和砂土破坏强度随温度降低线性增长。冻结饱和砂土在真三轴条件下体应变先剪缩后剪胀,且b值越大或围压越小,剪胀性越强。根据试验结果规律,通过对邓肯-张参数进行回归分析,建立了以温度和中主应力系数为影响因素的改进邓肯-张模型,并验证模型可靠性。研究结果可为富水砂层中冻结法施工提供一定参考。