CN107478513B - 基于负围压条件下土体三轴破坏应力路径的试验方法 - Google Patents

基于负围压条件下土体三轴破坏应力路径的试验方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107478513B
CN107478513B CN201710691493.1A CN201710691493A CN107478513B CN 107478513 B CN107478513 B CN 107478513B CN 201710691493 A CN201710691493 A CN 201710691493A CN 107478513 B CN107478513 B CN 107478513B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sample
confining pressure
tensile stress
axial
negative
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710691493.1A
Other languages
English (en)
Other versions
CN107478513A (zh
Inventor
李荣建
孙萍
慕焕东
骆晗
刘恩龙
霍旭挺
王刚
张真
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
INSTITUTE OF GEOMECHANICS CHINESE ACADEMY OF GEOLOGICAL SCIENCES
Xian University of Technology
Original Assignee
INSTITUTE OF GEOMECHANICS CHINESE ACADEMY OF GEOLOGICAL SCIENCES
Xian University of Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by INSTITUTE OF GEOMECHANICS CHINESE ACADEMY OF GEOLOGICAL SCIENCES, Xian University of Technology filed Critical INSTITUTE OF GEOMECHANICS CHINESE ACADEMY OF GEOLOGICAL SCIENCES
Priority to CN201710691493.1A priority Critical patent/CN107478513B/zh
Publication of CN107478513A publication Critical patent/CN107478513A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN107478513B publication Critical patent/CN107478513B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24—Earth materials

Abstract

本发明公开了基于负围压条件下土体三轴破坏应力路径的试验方法，基于等截面加载轴三轴仪，具体步骤为：制备圆柱形试样；试样侧面涂抹化学胶，并套入橡皮膜；橡皮膜与试样胶结完成后，通过强力胶将试样与压力室试样底座、加载轴端部进行胶结；最后对试样进行两种试验：负围压条件下土体三轴拉伸应力路径试验(NP‑TTSP)：试样处于各向等拉应力，负围压不变，逐步增大轴向拉应力，直至试样破坏；负围压条件下土体三轴压缩应力路径试验(NP‑TCSP)：试样处于各向等拉应力，负围压不变，逐步减小轴向拉应力，轴向拉应力减小为零时逐渐施加轴向压应力，直至试样破坏；本发明为开展黄土在拉剪应力路径条件下的强度特性研究奠定了基础。

Description

基于负围压条件下土体三轴破坏应力路径的试验方法
技术领域
本发明属于岩土工程测试方法技术领域，涉及基于负围压条件下土体三轴破坏应力路径的试验方法。
背景技术
由于土的抗拉能力较低，土的抗拉强度对于土工建筑物的影响常常被忽视，然而许多土工建筑物的破坏均与土的抗拉特性有关。近年来，随着经济的快速发展以及公路、机场、高土坝坡的修建蓬勃兴起，土工建筑物产生裂缝的问题始终存在，这说明土的抗拉强度对土工建筑物的影响不容忽视。因此，对土的抗拉特性的正确认识和抗拉强度指标的准确测量十分重要。
采用单轴土工拉伸仪进行拉伸试验是获得土体抗拉强度最直接的方法，测试结果为试样在只有轴向拉力作用下破坏时的极限正应力，只适用于围压为零的条件，且功能较为单一，不能开展土体既受拉又受剪条件下的试验研究。通过对边坡工程进行分析可以发现：单纯的单轴拉伸应力状态并不容易出现。在黄土边坡顶部应力分布区中常常表现为既受拉又受剪的拉剪复合应力状态，自然界黄土边坡土体极易发生拉剪复合应力条件下的破坏型式，但是目前的研究主要集中在黄土的压剪条件下，对黄土拉剪复合应力条件下的相关研究较少。
基于以上问题，本发明探讨了基于负围压条件下黄土土体三轴破坏应力路径的试验方法，首先解决了在负围压条件下橡皮膜与试样胶结这一关键技术问题，然后实现了两种黄土土体在拉剪复合应力条件下的应力路径，使其满足对黄土土体在拉剪复合应力条件下强度特性的研究。
发明内容
本发明的目的是提供基于负围压条件下土体三轴破坏应力路径的试验方法，解决了黄土边坡土体在拉剪复合应力条件下三轴应力路径实现方法的技术方法难题。
本发明所采用的技术方案是，基于负围压条件下土体三轴破坏应力路径的试验方法，该方法利用等截面加载轴三轴仪，其结构是：包括压力室，压力室底部固接有底座，压力室顶部连接有压力室盖，压力室外两侧竖直固定有支撑柱，支撑柱顶端和底端分别固定在压力室外侧顶部和底部起到支撑作用，压力室通过固定螺栓与底座连接；
底座上部设置有加载轴，加载轴连接有轴向荷载系统和轴向变形量测系统；
底座顶部固定有试样放置台，底座内部开设有围压控制测量通道和固结排气通道，围压控制测量通道一端与压力室内部接通，围压控制测量通道另一端连接有负围压系统，固结排气通道一端与固结系统连接，固结排气通道另一端贯穿试样放置台；
利用上述装置，按照以下步骤实施：
步骤一、根据试验所需含水率的要求，制备圆柱形试样；
步骤二、给步骤一所得试样侧表面均匀地涂抹化学胶，然后给试样上套橡皮膜；
步骤三、用橡皮圈绑扎步骤二所得套有橡皮膜的试样两端，绑扎完毕后，静置3-5小时，以使试样与橡皮膜达到完全胶结；
步骤四、去掉步骤三所得试样的两端的橡皮圈，检查橡皮膜与试样的胶结情况，确保橡皮膜与试样胶结良好且无气泡；
步骤五、用强力胶将试样底面和顶面分别与试样放置台顶部和加载轴底部胶结，然后用高出试样的橡皮膜包裹试样放置台与加载轴，用橡皮圈将橡皮膜两端分别与试样放置台和加载轴扎紧，最后，将压力室用固定螺栓固定在底座上；
步骤六、对试样进行基于负围压条件下土体三轴破坏应力路径的试验方法，包括两种方案：
方案一：负围压条件下土体三轴拉伸应力路径试验：首先将试样处于各向等拉应力状态，使试样充分固结，然后保持负围压不变，逐步增大轴向拉应力，直至试样破坏；
方案二：负围压条件下土体三轴压缩应力路径试验：首先将试样处于各向等拉应力状态，使试样充分固结，然后保持负围压不变，逐步减小轴向拉应力，轴向拉应力减小为零之后，逐步施加轴向压应力，直至试样破坏。
本发明的特点还在于，
步骤二中：化学胶为75环保型自喷不干胶和三角牌车胎胶水组合。
步骤二中：化学胶的使用方法为：先将75环保型自喷不干胶喷在步骤一所得试样侧表面，静置15-20分钟，再涂抹三角牌车胎胶水，静置5-10分钟。
步骤五中：强力胶为AB胶。
步骤六中：负围压的实现是通过压力室抽真空的方式，使得橡皮膜受到径向拉伸作用，而径向拉伸作用通过橡皮膜后的化学胶传递给试样，从而达到对试样施加负围压的目的。
步骤六中：负围压条件下土体三轴拉伸应力路径试验的具体试验步骤为：首先开启负围压系统，对压力室抽真空；然后打开轴向荷载系统，对试样施加轴向拉应力，使得试样处于各向等拉应力状态；再打开固结系统，对试样进行固结排气，之后保持负围压不变，通过轴向荷载系统逐步增大轴向拉应力，直至试样破坏，在此过程中，实时记录试样的轴向荷载和轴向变形数据，最终得到不同负围压条件下的p-q平面中的应力路径试验曲线，其中：
Figure BDA0001377998900000041
Figure BDA0001377998900000042
式(1)和式(2)中：p为平均主应力；q为广义剪应变；σ1、σ2、σ3分别为大、中、小主应力。
步骤六中：负围压条件下土体三轴压缩应力路径试验的具体试验步骤为：首先开启负围压系统，对压力室抽真空；然后打开轴向荷载系统，对试样施加轴向拉应力，使得试样处于各向等拉应力状态；再打开固结系统，对试样进行固结排气，之后保持负围压不变，通过轴向荷载系统逐步减小轴向拉应力，轴向拉应力减小为零之后，逐步施加轴向压应力，直至试样破坏，在此过程中，实时记录试样的轴向荷载和轴向变形数据，最终得到不同负围压条件下的p-q平面中的应力路径试验曲线。
本发明的有益效果是，采用压力室抽真空的方式，使得橡皮膜受到径向拉伸作用，而径向拉伸作用通过橡皮膜后的化学胶传递给试样，从而达到对试样施加负围压的目的；提出的在橡皮膜与试样之间涂抹化学胶的方法可以将负围压均匀地施加在试样上，同时解决了试验过程中施加负围压时试样与橡皮膜脱空的技术难题；实现了两种不同的基于负围压条件下土体三轴破坏应力路径，为黄土在拉剪应力条件下的强度特性研究奠定实现方法基础。
附图说明
图1是本发明采用的等截面加载轴三轴仪装置结构示意图；
图2是本发明试验方法的实施步骤流程图；
图3是本发明负围压条件下土体三轴拉伸应力路径试验加载示意图；
图4是本发明负围压条件下土体三轴压缩应力路径试验加载示意图；
图5是本发明所使用的化学胶的有效性验证曲线；
图6是本发明负围压条件下土体三轴拉伸应力路径试验在不同负围压条件下的p-q平面中的应力路径试验曲线；
图7是本发明负围压条件下土体三轴压缩应力路径试验在不同负围压条件下的p-q平面中的应力路径试验曲线。
图中，1.轴向荷载系统，2.轴向变形量测系统，3.加载轴，4.压力室，4-1.压力室盖，4-2.支撑柱，5.橡皮圈，6.强力胶，7.化学胶，8.试样，9.固定螺栓，10.底座，10-1.试样放置台，11.围压控制测量通道，12.固结排气通道，13.负围压系统，14.固结系统，15.橡皮膜。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明基于负围压条件下土体三轴破坏应力路径的试验方法进行详细说明。
基于负围压条件下土体三轴破坏应力路径的试验实现方法，如图1所示，该方法利用等截面加载轴三轴仪，其结构是：包括压力室4，压力室4底部固接有底座10，压力室4顶部连接有压力室盖4-1，压力室4外两侧竖直固定有支撑柱4-2，支撑柱4-2顶端和底端分别固定在压力室4外侧顶部和底部起到支撑作用，压力室4通过固定螺栓9与底座10连接；
底座10上部设置有加载轴3，加载轴3连接有轴向荷载系统1和轴向变形量测系统2；
底座10顶部固定有试样放置台10-1，底座10内部开设有围压控制测量通道11和固结排气通道12，围压控制测量通道11一端与压力室4内部接通，围压控制测量通道11另一端连接有负围压系统13，固结排气通道12一端与固结系统14连接，固结排气通道12另一端贯穿试样放置台10-1；
利用上述装置，按照以下步骤实施，如图2所示：
步骤一、根据试验所需含水率的要求，采取分层压实制样的方法，制备直径Φ39.1mm、高80mm的圆柱形试样8；
步骤二、给步骤一所得试样8侧表面均匀地涂抹一层75环保型自喷不干胶，静置15-20分钟，再涂抹一层三角牌车胎胶水，静置5-10分钟；然后把橡皮膜15套在承膜筒上，用洗耳球从承膜筒气嘴中吸气，使橡皮膜15紧贴于承膜筒筒壁，再将承膜筒套在涂抹好化学胶7的试样8上，再通过洗耳球向承膜筒气嘴中鼓气，鼓起橡皮膜15，得到套有橡皮膜15的试样8；
化学胶7的选取应该满足以下4个条件：
A.所使用的化学胶7具有较高的柔性，化学胶7固结后不会在试样8的外表面形成硬壳，不会对试样8形成加固作用，从而避免了化学胶层对试样8的力学性质产生影响；
B.所使用的化学胶7仅粘接橡皮膜15与试样8，不会渗入试样8内部；
C.所使用的化学胶7的模量与试样8的模量相接近，化学胶7可以和试样8产生协调变形，从而避免在拉伸过程中橡皮膜15起泡脱离试样8；
D.所使用的化学胶7不会与试样8形成化学反应，不会改变试样8的成分，也就不会改变试样8的力学性质；
综上考虑，实验得到化学胶7为75环保型自喷不干胶和三角牌车胎胶水组合，性能最佳。
步骤三、用橡皮圈5绑扎步骤二所得套有橡皮膜15的试样8的两端，以免空气进入，绑扎完毕后，放置3-5小时，以使试样8与橡皮膜15达到完全胶结；
步骤四、去掉步骤三所得试样8的两端的橡皮圈5，检查橡皮膜15与试样8的胶结情况，确保橡皮膜15与试样8胶结良好且无气泡；
步骤五、将高出试样8顶面和底面的橡皮膜15翻折，使试样8露出顶面和底面，用AB胶将试样8底面和顶面分别与试样放置台10-1顶部和加载轴3底部胶结，然后将橡皮膜15重新翻起使之包裹试样放置台10-1与加载轴3，之后用橡皮圈5将橡皮膜15两端分别与试样放置台10-1及加载轴3扎紧，最后，将压力室4用固定螺栓9固定在底座10上；
步骤六、对试样8进行两种不同的基于负围压条件下土体三轴破坏应力路径的试验：
其中，负围压的实现是将压力室4抽真空，使橡皮膜15受到径向拉伸作用，通过化学胶7传递给试样8，从而达到对试样8施加负围压的目的；
方案一：如图3所示，负围压条件下土体三轴拉伸应力路径试验(简称为NP-TTSP)：首先将试样8处于各向等拉应力状态(σc＜0,σc＝σ1＝σ2＝σ3)，使试样8充分固结，即在某一围压下，通过固结系统测得的试样体积不再发生变化，然后保持负围压(σc)不变，逐步增大轴向拉应力(σ1-σc)，直至试样8破坏，具体过程为：
(1)首先，开启负围压系统13，对压力室4抽真空，实现对试样8施加负围压；
(2)打开轴向荷载系统1，对试样8施加轴向拉应力，轴向产生与负围压相等的轴向拉应力，使得试样8处于各向相等拉应力状态；
(3)打开固结系统14，对试样8进行固结排气，之后保持负围压不变，不断增加轴向拉应力，直至试样8破坏，在此过程中，通过轴向荷载系统1和轴向变形量测系统2实时记录试样8的轴向荷载和轴向变形数据；
方案二、如图4所示，负围压条件下土体三轴压缩应力路径试验(简称为NP-TCSP)：首先将试样8处于各向等拉应力状态(σc＜0,σc＝σ1＝σ2＝σ3)，使试样8充分固结，然后保持负围压(σc)不变，逐步减小轴向拉应力(σ1-σc)，轴向拉应力减小为零之后，逐步施加轴向压应力(σc-σ1)，直至试样8破坏，具体过程为：
(1)首先，开启负围压系统13，对压力室4抽真空，实现对试样8施加负围压；
(2)打开轴向荷载系统1，对试样8施加轴向拉应力，轴向产生与负围压相等的轴向拉应力，使得试样8处于各向相等拉应力状态；
(3)打开固结系统14，对试样8进行固结排气，之后保持负围压不变，通过轴向荷载系统1进行轴向反向加载，逐步减小试样8所受的轴向拉应力，减至轴向拉应力为零后，试样8逐渐承受轴向压应力，直至试样8破坏，在此过程中，通过轴向荷载系统1和轴向变形量测系统2实时记录试样的轴向荷载和轴向变形数据。
验证实验
化学胶7对试样8的力学性质及试验结果影响实验：
采用实验验证在试样8侧面涂抹化学胶7对试样8的力学性质及试验结果影响：
实验组：采用含水量为5％的试样8，将试样8侧表面涂抹化学胶7；
对照组：采用含水量为5％的试样8，将试样8侧表面未涂抹化学胶7；进行单轴抗拉试验，得到的测试结果如图5所示：
对比分析可以得出：同一含水率的试样8在相同的轴向应变条件下，表面不涂抹化学胶7的试样8的轴向应力与表面涂抹化学胶7的试样8的轴向应力的差值很小且在误差范围内，同时两者的应力随应变的变化趋势是相同的，所以可以认为本发明所采用的化学胶7是有效的，满足上述步骤二中所使用的化学胶7的功能要求。
实施例
取用西安市白鹿塬边坡探槽中Q3黄土作为试样用土，取土深度为5.5m～6.5m，颜色呈黄色～褐黄色，孔隙较发育，该黄土的天然含水量为18.55％，相对密度为2.71，具体步骤为：
步骤一、采取分层压实制样的方法，制备直径Φ39.1mm、高80mm的圆柱形试样8，试样8的含水率为15％；
步骤二、先将75环保型自喷不干胶均匀地喷在步骤一所得试样8侧表面，静置15-20分钟，再均匀地涂抹一层三角牌车胎胶水，静置5-10分钟；然后把橡皮膜15套在承膜筒上，用洗耳球从承膜筒气嘴中吸气，使橡皮膜15紧贴于承膜筒筒壁，再将承膜筒套在涂抹好化学胶7的试样8上，再通过洗耳球向承膜筒气嘴中鼓气，鼓起橡皮膜15，得到套有橡皮膜15的试样8；
步骤三、用橡皮圈5绑扎步骤二所得套有橡皮膜15的试样8的两端，以免空气进入，绑扎完毕后，放置3-5小时，以使试样8与橡皮膜15达到完全胶结；
步骤四、去掉步骤三所得试样8的两端的橡皮圈5，检查橡皮膜15与试样8的胶结情况，确保橡皮膜15与试样8胶结良好且无气泡；
步骤五、将高出试样8顶面和底面的橡皮膜15翻折，使试样8露出顶面和底面，用AB胶将试样8底面和顶面分别与试样放置台10-1顶部和加载轴3底部胶结，然后将橡皮膜15重新翻起使之包裹试样放置台10-1顶部与加载轴3，之后用橡皮圈5将橡皮膜15两端分别与试样放置台10-1顶部及加载轴3扎紧，最后，将压力室4用固定螺栓9固定在底座10上；
步骤六、对试样8进行两种不同的基于负围压条件下黄土土体三轴破坏应力路径的试验：
分别施加试验围压为-60kPa、-50kPa、-40kPa、-30kPa、-20kPa、-10kPa，
方案一，
首先进行负围压条件下土体三轴拉伸应力路径试验(NP-TTSP)：开启负围压系统13，对压力室4抽真空，实现对试样8施加负围压；打开轴向荷载系统1，对试样8施加轴向拉应力，轴向产生与负围压相等的轴向拉应力，使得试样8处于各向相等拉应力状态；打开固结系统14，对试样8进行固结排气，之后保持负围压不变，不断增加轴向拉应力，直至试样8破坏，在此过程中，通过轴向荷载系统1和轴向变形量测系统2实时记录试样的轴向荷载和轴向变形数据；
最终得到不同负围压条件下土体三轴拉伸应力路径试验(NP-TTSP)在不同负围压条件下的p-q平面中应力路径试验曲线，如图6所示：负围压条件下土体三轴拉伸应力路径试验的应力路径均呈直线状分布，在同一围压下，应力路径始于围压点，随着轴向拉应力的增大逐渐向左延伸。不同围压下，应力路径近似平行分布。
方案二，
进行负围压条件下土体三轴压缩应力路径试验(NP-TCSP)：首先，开启负围压系统13，对压力室4抽真空，实现对试样8施加负围压；打开轴向荷载系统1，对试样8施加轴向拉应力，轴向产生与负围压相等的轴向拉应力，使得试样8处于各向相等拉应力状态；打开固结系统14，对试样8进行固结排气，之后保持负围压不变，通过轴向荷载系统1进行轴向反向加载，逐步减小试样8所受的轴向拉应力，减至轴向拉应力为零后，试样8逐渐承受轴向压应力，直至试样8破坏，在此过程中，通过轴向荷载系统1和轴向变形量测系统2实时记录试样的轴向荷载和轴向变形数据；
最终得到不同负围压条件下土体三轴压缩应力路径试验(NP-TCSP)在不同负围压条件下的p-q平面中应力路径试验曲线，如图7所示：负围压条件下土体三轴压缩应力路径试验的应力路径起始于拉剪区，逐步减小轴向拉应力，轴向拉应力减小为零之后，逐步施加轴向压应力，应力路径逐渐向右延伸至压剪区，且呈直线状分布；不同围压下，应力路径近似平行分布。
本发明基于等截面加载轴三轴仪，采用压力室抽真空的方式，使得橡皮膜受到径向拉伸作用，而径向拉伸作用通过橡皮膜后的化学胶传递给试样，从而达到对试样施加负围压的目的，提出的在橡皮膜与试样之间涂抹化学胶的方法可以将负围压均匀地施加在试样上，同时解决了试验过程中施加负围压时试样与橡皮膜脱空的技术难题；实现了两种不同的基于负围压条件下土体三轴破坏应力路径，为黄土在拉剪应力条件下的强度特性研究奠定实现方法基础。

Claims (7)

1.基于负围压条件下土体三轴破坏应力路径的试验方法，其特征在于，该方法利用等截面加载轴三轴仪，其结构是：包括压力室(4)，压力室(4)底部固接有底座(10)，压力室(4)顶部连接有压力室盖(4-1)，压力室(4)外两侧竖直固定有支撑柱(4-2)，支撑柱(4-2)顶端和底端分别固定在压力室(4)外侧顶部和底部起到支撑作用，压力室(4)通过固定螺栓(9)与底座(10)连接；
底座(10)上部设置有加载轴(3)，加载轴(3)连接有轴向荷载系统(1)和轴向变形量测系统(2)；
底座(10)顶部固定有试样放置台(10-1)，底座(10)内部开设有围压控制测量通道(11)和固结排气通道(12)，围压控制测量通道(11)一端与压力室(4)内部接通，围压控制测量通道(11)另一端连接有负围压系统(13)，固结排气通道(12)一端与固结系统(14)连接，固结排气通道(12)另一端贯穿试样放置台(10-1)；
利用上述装置，按照以下步骤实施：
步骤一、根据试验所需含水率的要求，制备圆柱形试样(8)；
步骤二、给步骤一所得试样(8)侧表面均匀地涂抹化学胶(7)，然后给试样(8)上套橡皮膜(15)；
步骤三、用橡皮圈(5)绑扎步骤二所得套有橡皮膜(15)的试样(8)两端，绑扎完毕后，静置3-5小时，以使试样(8)与橡皮膜(15)达到完全胶结；
步骤四、去掉步骤三所得试样(8)的两端的橡皮圈(5)，检查橡皮膜(15)与试样(8)的胶结情况，确保橡皮膜(15)与试样(8)胶结良好且无气泡；
步骤五、用强力胶(6)将试样(8)底面和顶面分别与试样放置台(10-1)顶部和加载轴(3)底部胶结，然后用高出试样(8)的橡皮膜(15)包裹试样放置台(10-1)与加载轴(3)，用橡皮圈(5)将橡皮膜(15)两端分别与试样放置台(10-1)和加载轴(3)扎紧，最后，将压力室(4)用固定螺栓(9)固定在底座(10)上；
步骤六、对试样进行基于负围压条件下土体三轴破坏应力路径的试验方法，包括两种方案：
方案一：负围压条件下土体三轴拉伸应力路径试验：首先将试样处于各向等拉应力状态，使试样充分固结，然后保持负围压不变，逐步增大轴向拉应力，直至试样破坏；
方案二：负围压条件下土体三轴压缩应力路径试验：首先将试样处于各向等拉应力状态，使试样充分固结，然后保持负围压不变，逐步减小轴向拉应力，轴向拉应力减小为零之后，逐步施加轴向压应力，直至试样破坏。
2.根据权利要求1所述的基于负围压条件下土体三轴破坏应力路径的试验方法，其特征在于，所述步骤二中：化学胶(7)为75环保型自喷不干胶和三角牌车胎胶水组合。
3.根据权利要求1所述的基于负围压条件下土体三轴破坏应力路径的试验方法，其特征在于，所述步骤二中：化学胶(7)的使用方法为：先将75环保型自喷不干胶喷在步骤一所得试样(8)侧表面，静置15-20分钟，再涂抹三角牌车胎胶水，静置5-10分钟。
4.根据权利要求1所述的基于负围压条件下土体三轴破坏应力路径的试验方法，其特征在于，所述步骤五中：强力胶(6)为AB胶。
5.根据权利要求1所述的基于负围压条件下土体三轴破坏应力路径的试验方法，其特征在于，步骤六中：负围压的实现是通过压力室抽真空的方式，使得橡皮膜受到径向拉伸作用，而径向拉伸作用通过橡皮膜后的化学胶传递给试样，从而达到对试样施加负围压的目的。
6.根据权利要求1所述的基于负围压条件下土体三轴破坏应力路径的试验方法，其特征在于，步骤六中：负围压条件下土体三轴拉伸应力路径试验的具体试验步骤为：首先开启负围压系统(13)，对压力室(4)抽真空；然后打开轴向荷载系统(1)，对试样(8)施加轴向拉应力，使得试样(8)处于各向等拉应力状态；再打开固结系统(14)，对试样(8)进行固结排气，之后保持负围压不变，通过轴向荷载系统(1)逐步增大轴向拉应力，直至试样(8)破坏，在此过程中，实时记录试样(8)的轴向荷载和轴向变形数据，最终得到不同负围压条件下的p-q平面中的应力路径试验曲线，其中：
Figure FDA0002185928450000031
Figure FDA0002185928450000032
式(1)和式(2)中：p为平均主应力；q为广义剪应变；σ1、σ2、σ3分别为大、中、小主应力。
7.根据权利要求1所述的基于负围压条件下土体三轴破坏应力路径的试验方法，其特征在于，步骤六中：负围压条件下土体三轴压缩应力路径试验的具体试验步骤为：首先开启负围压系统(13)，对压力室(4)抽真空；然后打开轴向荷载系统(1)，对试样(8)施加轴向拉应力，使得试样(8)处于各向等拉应力状态；再打开固结系统(14)，对试样(8)进行固结排气，之后保持负围压不变，通过轴向荷载系统(1)逐步减小轴向拉应力，轴向拉应力减小为零之后，逐步施加轴向压应力，直至试样(8)破坏，在此过程中，实时记录试样(8)的轴向荷载和轴向变形数据，最终得到不同负围压条件下的p-q平面中的应力路径试验曲线。
CN201710691493.1A 2017-08-14 2017-08-14 基于负围压条件下土体三轴破坏应力路径的试验方法 Active CN107478513B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710691493.1A CN107478513B (zh) 2017-08-14 2017-08-14 基于负围压条件下土体三轴破坏应力路径的试验方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710691493.1A CN107478513B (zh) 2017-08-14 2017-08-14 基于负围压条件下土体三轴破坏应力路径的试验方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN107478513A CN107478513A (zh) 2017-12-15
CN107478513B true CN107478513B (zh) 2020-04-10

Family

ID=60600242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710691493.1A Active CN107478513B (zh) 2017-08-14 2017-08-14 基于负围压条件下土体三轴破坏应力路径的试验方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107478513B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108519294A (zh) * 2018-04-08 2018-09-11 中交第航务工程勘察设计院有限公司 三轴拉伸试验装置
CN112781995A (zh) * 2020-12-29 2021-05-11 江苏开放大学（江苏城市职业学院） 一种便携式三轴仪及三轴试验方法
CN114354353A (zh) * 2021-04-28 2022-04-15 南昌工程学院 一种土体宏细观拉伸特性围压加载装置及测试方法
CN113324866B (zh) * 2021-06-01 2022-03-11 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 三轴不排水试验中橡皮膜嵌入引起孔压变化的校正方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103149101A (zh) * 2013-02-28 2013-06-12 西安理工大学 一种土体拉压扭剪多功能的三轴蠕变试验机
CN103149078A (zh) * 2013-02-28 2013-06-12 西安理工大学 一种基于拉压扭剪耦合的应力路径三轴仪
CN104713791A (zh) * 2015-04-02 2015-06-17 西安长庆科技工程有限责任公司 一种土体圆柱试样的扭剪强度与形变观测试验装置
KR20150100275A (ko) * 2014-02-25 2015-09-02 부경대학교 산학협력단 다연식 불포화 삼축셀을 이용한 불포화 공시체 조성 시스템
CN105300756A (zh) * 2015-09-18 2016-02-03 西安建筑科技大学 一种直接测试黄土抗拉强度的制样的装置及其方法
CN106556536A (zh) * 2016-11-14 2017-04-05 重庆大学 一种可在三轴压缩试验机上使用的岩石三轴拉压试验装置

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103149101A (zh) * 2013-02-28 2013-06-12 西安理工大学 一种土体拉压扭剪多功能的三轴蠕变试验机
CN103149078A (zh) * 2013-02-28 2013-06-12 西安理工大学 一种基于拉压扭剪耦合的应力路径三轴仪
KR20150100275A (ko) * 2014-02-25 2015-09-02 부경대학교 산학협력단 다연식 불포화 삼축셀을 이용한 불포화 공시체 조성 시스템
CN104713791A (zh) * 2015-04-02 2015-06-17 西安长庆科技工程有限责任公司 一种土体圆柱试样的扭剪强度与形变观测试验装置
CN105300756A (zh) * 2015-09-18 2016-02-03 西安建筑科技大学 一种直接测试黄土抗拉强度的制样的装置及其方法
CN106556536A (zh) * 2016-11-14 2017-04-05 重庆大学 一种可在三轴压缩试验机上使用的岩石三轴拉压试验装置

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
饱和重塑黄土的动力特性;曹鹏等;《南水北调与水利科技》;20160430;第14卷(第2期);第136-141页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN107478513A (zh) 2017-12-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107478513B (zh) 基于负围压条件下土体三轴破坏应力路径的试验方法
Zhong et al. Mechanical properties of concrete composites with auxetic single and layered honeycomb structures
CN104865124B (zh) 基于岩石应力‑应变曲线和超声波纵波速度的页岩脆性指数测定方法
Tien et al. Preparation and mechanical properties of artificial transversely isotropic rock
Tang et al. A method for testing tensile strength in unsaturated soils
CN104374624A (zh) 一种土工三轴试验试样制备对开圆模及试样制备方法
CN111624070B (zh) 利用三轴仪测定饱和土与结构外摩擦角的测试试样和方法
CN110516322B (zh) 一种不同水力梯度下黏土饱和非线性渗透系数的预测方法
CN101590698A (zh) 包括复合材料的风轮机叶片的制造方法
CN105547844A (zh) 一种充填体-岩柱系统力学作用机理试验方法
CN104155427A (zh) 一种黄土液化试验的低反压饱和方法
Lourenço et al. Calibrations of a high-suction tensiometer
CN106483022A (zh) 一种混凝土试件预制裂缝内的水压密封加载装置及试验方法
CN110361312A (zh) 岩石渗流应力耦合过程中渗透率与孔隙率关系的确定方法
Craciun et al. Matric suction measurement in stress path cyclic triaxial testing of unbound granular base materials
CN217443058U (zh) 一种低应力三轴试验改进装置
Mandaglio et al. Experimental study of a naturally weathered stiff clay
Hu et al. Poromechanical properties of a sandstone under different stress states
CN107167377B (zh) 一种利用直剪仪测定土体抗拉强度的装置及方法
CN112595648A (zh) 塑性混凝土墙体芯样渗透破坏比降质量检测装置和方法
CN206756545U (zh) 一种人造岩心夹持评价装置
CN110987618A (zh) 一种堆石料试验装置及其方法
CN113484162B (zh) 基于颗粒软化系数的堆石料湿化应变确定方法
CN113324866B (zh) 三轴不排水试验中橡皮膜嵌入引起孔压变化的校正方法
Kou et al. Feasibility of bare fiber Bragg grating sensing technology in the measurement of inner wall axial stress along open‐ended pipe pile in sand

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant