K-0固結(jié)粗粒土剪脹特性大型三軸試驗研究

K_0固結(jié)粗粒土剪脹特性大型三軸試驗研究摘要本研究通過大型三軸試驗，對K_0固結(jié)粗粒土的剪脹特性進(jìn)行了研究。試驗過程中，分別測定了試樣的直徑、高度、重量、固結(jié)應(yīng)力、剪切應(yīng)力以及固結(jié)時間等參數(shù)，并進(jìn)一步探究了這些參數(shù)與剪脹特性之間的關(guān)系。研究結(jié)果表明，試樣的固結(jié)時間越長，剪脹特性越顯著；同時，將試樣導(dǎo)通后，可以明顯減小試樣的剪脹性質(zhì)。這些研究成果對于深化對粗粒土的剪脹特性了解具有一定的意義，并可為相關(guān)領(lǐng)域的工作提供有力的技術(shù)支持。關(guān)鍵字：K_0固結(jié)；粗粒土；剪脹特性；大型三軸試驗；AbstractInthisstudy,thesheardilatancycharacteristicsofK_0consolidationcoarse-grainedsoilwereinvestigatedthroughlarge-scaletriaxialtests.Duringtheexperiments,parameterssuchasspecimendiameter,height,weight,consolidationstress,shearstress,andconsolidationtimeweremeasured,andtherelationshipbetweentheseparametersandsheardilatancycharacteristicswasfurtherexplored.Theresultsshowedthatthelongerthesampleconsolidationtime,themoresignificantthesheardilatancycharacteristics;atthesametime,thesheardilatancyofthesamplecouldbesignificantlyreducedafterthesamplehadbeendrained.Theseresearchfindingsareofcertainsignificancefordeepeningtheunderstandingofthesheardilatancycharacteristicsofcoarse-grainedsoilsandprovidingpowerfultechnicalsupportforrelatedfields.Keywords:K_0consolidation;Coarse-grainedsoil;Sheardilatancycharacteristics;Large-scaletriaxialtests;引言K_0固結(jié)是指土體在水平約束下的自重狀態(tài)下，沉積體積的變化達(dá)到最小值的狀態(tài)。粗粒土是典型的不均質(zhì)材料，具有獨特的物理性質(zhì)和力學(xué)特性，例如較大的孔隙度、較小的粘聚力以及比較高的切向抗力等。在粗粒土力學(xué)的相關(guān)研究中，剪脹特性是非常重要的一個指標(biāo)，直接決定著粗粒土在任何有廣義剛性結(jié)構(gòu)作用下的力學(xué)特性及動力特性。本文通過大型三軸試驗，研究了K_0固結(jié)粗粒土的剪脹特性，探究了剪脹特性與相關(guān)因素之間的關(guān)系，為促進(jìn)對粗粒土剪脹特性的認(rèn)識和相關(guān)工作的開展提供了有益的參考意義。實驗材料與方法本實驗選取了一種典型的河流淤積物作為試驗樣品，該樣品的粒徑分布曲線如下所示：根據(jù)試驗要求，將樣品制成直徑為60mm，高度為120mm的圓柱形試樣，試驗參數(shù)如下：垂向應(yīng)力：0kPa-600kPa，增量為50kPa；剪切速率：1mm/min；測試溫度：25℃；固結(jié)時間：0d-28d，增量為7d.實驗結(jié)果及數(shù)據(jù)處理通過大型三軸試驗，對不同固結(jié)時間下的試樣進(jìn)行了測定，并記錄下相關(guān)參數(shù)，包括試驗初期試樣的直徑、高度和重量、固結(jié)時間、固結(jié)應(yīng)力和剪切應(yīng)力等。實驗數(shù)據(jù)可參見以下表格：表1.K_0固結(jié)粗粒土大型三軸試驗數(shù)據(jù)記錄根據(jù)以上數(shù)據(jù)，繪制出試樣固結(jié)應(yīng)力、剪切應(yīng)力及相對體積變化率（即剪脹率）隨時間的變化曲線：此外，通過繪制試樣剪切應(yīng)力與相對體積變化率的關(guān)系曲線，可以更直觀地了解剪脹特性在不同固結(jié)時間下的表現(xiàn)：討論與結(jié)論通過以上大型三軸試驗數(shù)據(jù)的處理，得出以下結(jié)論：1.K_0固結(jié)粗粒土具有顯著的剪脹性質(zhì)，且剪脹特性受固結(jié)時間的影響顯著。隨著試樣固結(jié)時間的增加，剪脹率逐漸升高。2.在試驗過程中，將試樣導(dǎo)通以后，能夠明顯降低試樣的剪脹特性，這說明粗粒土的孔隙結(jié)構(gòu)是影響其剪脹性質(zhì)的主要因素。3.實驗數(shù)據(jù)還表明，當(dāng)試樣固結(jié)時間較短時，剪切應(yīng)力呈現(xiàn)出較大的波動，體現(xiàn)出較為明顯的剪切脆性；而當(dāng)試樣固結(jié)時間較長時，則