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工业科技年第卷第期
冻结兰州黄土单轴受压全过程应力应变曲线方程研究
李德和
甘肃圆陇路桥机械化公路工程有限责任公司,甘肃兰州
摘要:冻土的力学特性一直是岩土工程界所关心的问题之此典型曲线的几何特点可用数学条件描述如下:
一
。冻土的力学参数是一个与加栽路径和加载历史以及应力环当时,;当≤时, ,即上升阶段曲
境、温度、含水量等多方面因素有关的过程量,在不同的应力环。
境中表现出不同的力学特性。本文对冻结兰州黄土单轴受压的线的斜率单调减小;当时,粤且.,此时曲线达
应力应变曲线进行了研究,给出了试验曲线族上升阶段和下降
阶段的拟合曲线方程,并给出了方程参数与试验条件之间的相到了最高点;在曲线的下降阶段有一拐点,,有一
互关系。点的粤;当∞时,÷, ;≥,≤≤.;
关键词:冻土单轴加载应力应变全曲线
其中:曲线的峰值坐标即对应于该冻土体达到其抗压强度
和相应的破坏应变时的值。
本文选用了兰州黄土进行单轴加载,开展了冻土在受压全
选用一个形式简单的单一曲线方程,既满足上式的全部几
过程的应力应变曲线方程研究。本文将初步成果作一介绍,以期
何条件,又能针对不同类型的式样来调整曲线的准确形状是比
更多的学者对这一领域进行深入的研究。
较困难的。而如果根据曲线的上升段和下降段的形状,分别采用
试验设计不同的方程,在曲线的最高点上升段和下降段的交点符合连
续性条件,则比较容易满足,本文对于低含水量的冻土应力一应
.试样选择
变曲线就采用这种方法,经证明,该方程与实际曲线相差不大,
试验所用土样为冻结兰州黄土,其基本物理参数如表所
吻合地较好。
示。
. 上升阶段曲线方程≤≤
表兰州黄土的物理指标
符合、、、条件的最简单形式为三次抛物线
】【.
将三个边界条件:,;,和,罢代入上式
. 试样制备
得:
为了进行比较试验,将试样分别制成标准的圆柱状样品直,’:
径.、高、空心圆柱状样品在标准的圆柱状样品从而式变成:—一
中加一的孔,以含水量%均匀拌和砂土,通过专式中只剩下一个独立的参数。,为简单起见用代替。,则
用制样机将其压制而成。上式变成:
为了测定在不同温度下的试验结果,试验前先将各试样在—一
恒温箱控温精度为±.℃中恒温—,控制温度分别为一该公式形式简单,使用方便,本文推荐作为上升阶段的应
℃和一℃。力—应变关系曲线方程。
. 试验方法
当时,粤
所有试验均在一电子万能试验机上按照/ 。根据定义誓柏等等,:
—土工试验方法标准》进行。轴向荷载由主机控制, 坐鲤:显
全过程的数据采集由计算机自动完成并从计算机屏幕上直接输叮/
出其应力一应变关系曲线。式中:/一该冻土的初始切线弹性模量,单位,
;一冻土的峰值割线模量,单位/
试验结果及分析可见的意义为初始切线模量和峰值割线模量的比值。
.全过程曲线的几何特点对于该曲线方程,对于条件自行满足,为了满足条件
冻土体的受压变形和破坏过程决定了其应力一应变曲线的,即≤时,/—一得到的范围:
形状,当含水量比较低时,典型的曲线如图所示,图中采用无.≤≤,若不在这个范围之内,则