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循環荷載下重塑黃土變形特性
關鍵詞：路基工程 重塑黃土 循環荷載 主應力軸旋轉 應力
摘要：為研究主應力方向和大小耦合變化對土體應力-應變狀態及非共軸性的影響,采用空心圓柱扭剪儀對飽和重塑黃土開展一系列循環扭剪試驗,分析了應力-應變狀態和非共軸角的變化規律及影響因素。試驗結果表明:軸向應變始終處于壓縮狀態,環向應變先負向累積再正向累積,徑向應變基本處于受拉狀態,剪切應變的受拉與受壓狀態交替出現,軸向、環向和剪切應變曲線的波動特性明顯,而徑向應變曲線的波動特性弱,說明循環荷載作用下各應變分量表現出不同的發展規律;軸向和徑向應變及環向和剪切應變變化幅值隨中主應力系數的增大先增大后減小,說明中主應力系數影響各應變分量的累積;隨著主應力方向角旋轉范圍的增大,軸向和徑向應變逐漸減小,環向應變由負向往正向變化的趨勢提前,剪切應變變化幅值逐漸減小,說明主應力方向角旋轉范圍影響各應變分量的發展趨勢;剪切和正偏應力-應變曲線滯回現象明顯,且剛度發生循環強化,但剪切剛度的循環強化比正偏剛度更明顯,說明土體出現次生各向異性,這是引起非共軸現象的內在因素;非共軸角變化曲線隨中主應力系數的增大先下移后上移,隨循環次數的增大而逐漸上移,隨偏應力幅值的增大其變化范圍增大。可見,循環荷載下中主應力系數、循環次數和偏應力幅值可顯著影響飽和重塑黃土的應力-應變狀態及非共軸性,在黃土工程設計和本構關系研究中應加以考慮。
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