砂砾石固结灌浆后的三轴蠕变试验研究
软弱路基土体三轴蠕变试验及蠕变模型研究
软弱路基土体三轴蠕变试验及蠕变模型研究徐进;张家生;赵同顺;黄林冲【摘要】采用相同面积置换率的微小砂桩模拟地基处理效果,对地基处理后路基土进行三轴蠕变试验.依据路基土三轴蠕变试验,提出一个基于双曲线函数核的黏塑性元件模型,描述路基土的非线性黏塑性蠕变特征.与Burges元件模型串联建立非线性黏弹塑性蠕变本构模型,将模型扩展到三维状态并确定模型参数.研究结果表明:应力水平是影响地基土蠕变变形的主要因素,应力水平S=0.6为路基土体线性黏弹性蠕变和非线性黏弹塑性蠕变的临界值,当S＜0.6时,路基土体土表现出线性黏弹性蠕变特征；当S＞0.6时,表现出非线性黏弹塑性蠕变特征.%The triaxial rehological tests of equal replacement ratio treated embankment foundation soil with sand pile were executed. According to the experiment results, a Theological body based on hyperbola function was put forward to describe the non-linear viscous plastic rheological properties including the accelerating phase. The rheological body was allied with Burgers model in series to set up a new non-linear viscous plastic rheological model, which was expended to 3D and whose parameters were identified. The results show that the stress level S is the critical influencing factor of the rheological deformation properties. .$=0.6 is the critical stress level between linear viscoelastic rheological properties and non-linear viscous plastic rheological properties for the foundation soil. At the middle stress level (S<0.6), creep curves show the linear viscoelastic rheological properties. However, at the high stress level (0.6 <S) creep curves show the non-linear viscous plastic rheological properties.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2011(042)010【总页数】7页(P3136-3142)【关键词】路基土体;非线性蠕变模型;蠕变特性;蠕变试验【作者】徐进;张家生;赵同顺;黄林冲【作者单位】中南大学土木工程学院湖南长沙 410075;中南大学土木工程学院湖南长沙 410075;中国矿业大学土木建筑学院北京 100083;中山大学工学院广东广州 510275【正文语种】中文【中图分类】TU472.3蠕变模型可以分为线性蠕变模型和非线性蠕变模型，许多学者对非线性模型进行了研究，如：韦立德等[1]根据岩石黏聚力在蠕变中的作用提出了一个新的SO非线性元件模型，建立了新的一维黏弹塑性本构模型；金丰年等[2]基于试验结果，结合传统线性黏弹性模型的分析，提出了非线性黏弹性模型；邓荣贵等[3]根据岩石加速蠕变阶段的力学特性，提出了一种非牛顿流体黏滞阻尼元件，将该阻尼元件与描述岩石减速蠕变和等速蠕变特性的传统模型结合，构成了新的综合蠕变力学模型；王来贵等[4]以改进的西原正夫模型为基础，利用岩石全程应力-应变曲线与蠕变方程中参数的对应关系，建立了参数非线性蠕变模型；徐卫亚等[5] 将提出的非线性黏塑性体与五元件线性黏弹性模型串联，建立一个新的岩石非线性黏弹塑性蠕变模型(河海模型)。
砂岩单轴三轴压缩试验研究_姜永东
姜永东 鲜学福 许 江 熊德国
( 重庆大学西南资源开发及环境灾害控制工程教育部重点实验室#重庆 400030)
摘 要 研究了砂 岩在饱和、自然、风干三种状态下的单轴抗压强度 特性和三 轴抗压强度 特性。在 单轴、三轴压缩试验中得到了应力与纵向 应变、横 向应变、体应变之间的 关系曲线, 单 轴应力- 纵向应 变曲线在峰值前可分为 3 个阶段, 三轴应力- 纵向 应变全过程曲线可分 为 4 个阶段。根 据三轴轴 向应力 和围压绘制了莫尔圆, 采用回归分析得到 了强度准则和强 度参数 C、ª 值, 并且分析了 含水量对 岩石强 度的影响, 其实验结果能为工程 提供参考与借鉴。
( 1)
4 强度影响因素
影响岩石强度的因素有许多, 大体可以分为两
类, 一类是岩石本身的影响, 如矿物成分、颗粒大
小、胶结情况、密度、孔隙比、含水量、生成条件
以及层理结构等, 第二类是试验环境与物理环境如
试件尺寸、形状, 试件加工情况、压力机的刚度、 加载速度、温度等13, 72。
本次试验砂岩的物理性质见表 3, 实验中主要
Jiang Yongdong Xian xuefu Xu Jiang X iong Deguo ( T he K ey Labor ator y of the Exploitation o f Southwest Resources & the Env ironmental Disaster Control Eng ineering, M inistr y of Education, Chongqing U niversity#Chongqing 400030)
意义。由于地壳中的岩石绝大多数处于三向应力状 态, 所以对岩石进行三轴压缩试验研究更能反应实 际情况, 实验测得的三轴抗压强度可以确定莫尔包 络线、强度准则和强度参数 C、ª 值, 其值能为工 程提供参考与借鉴。
三轴重复加载永久变形试验研究_李谟忍
（ 1） 重复加载蠕变试验可以较为接近地模拟路 面实际荷载 － 变形的情况，能够充分考虑影响高温 性能的因素中改性沥青延迟弹性恢复性能的作用， 是一种比较科学的试验方法。
（ 2） 流动次数 Fn 与温度的关系没有明显的规 律性，所以，不推荐将它作为评价沥青混合料高温变 形性能的指标。
（ 1） 第一阶段是迁移期，在荷载作用下的沥青 混合料的变形迅速增大，然而应变速率随时间增加 逐渐减小；
（ 2） 第二个阶段是稳定期，在荷载作用下，应变
— 88 —
北方交通
2015 年 第 10 期
图 4 GAC － 13 不同温度下永久轴向微应变
图 5 GAC － 20 不同温度下永久轴向微应变
— 86 — 文章编号： 1673 － 6052（ 2015） 10 － 0086 － 05
北方交通 DOI： 10． 15996 / j． cnki． bfjt． 2015． 10． 023
2015 年 第 10 期
三轴重复加载永久变形试验研究
李谟忍1 ，吴 栋1 ，于 峰1 ，但瑞强1 ，何 林2
17854 18011 18798 18913 13996 14944 18785 21013 21846 23908 27208 29819 17284 21885 30206 36511
砂土蠕变特性试验研究_杨奇
LABORATORY TEST STUDY OF CREEP BEHAVIOR OF SANDY
YANG Qi1，2，LENG Wuming1，NIE Rusong1，ZHOU Wenquan1，ZHU Wenbing1
(1. School of Civil Engineering，Central South University，Changsha，Hunan 410075，China；2. Mobile Post-doctoral Stations of Traffic and Transportation Engineering，Central South University，Changsha，Hunan 410075，China)
加载方案 Loading cases
?
1 200 1 400 压力 p/k线 p-
图2 Fig.2
9(2)层粉砂夹中粗砂土蠕变特性曲线
Creep characteristics curves of silty sand 9(2) containing medium and coarse sand
摘要：高速铁路对基础的变形要求十分严格，为研究高速铁路桥梁桩底砂土层的蠕变变形规律，获取其蠕变模型 和模型参数，开展桩底砂土的蠕变试验。针对超长桩桩端高应力环境，通过室内侧限高压单向压缩试验获得桩底 土样在多级荷载作用下的应力–应变–时间关系曲线。砂土的压缩变形主要经历瞬时变形、固结变形和衰减型稳 态蠕变变形 3 个阶段。砂土黏弹性蠕变模量受应力水平影响小，蠕变模型可不考虑非线性流变特性。研制蠕变参 数拟合程序(CPF)，并利用试验成果，对砂土蠕变模型进行识别和参数确定，结果表明，Schiffman 黏弹性模型能 较好地描述桩底砂土层的蠕变变形特性。研究成果可供持力层为砂土的超长桩基工后沉降计算及评估利用和参考。 关键词：土力学；砂土；蠕变试验；蠕变特性；流变模型；参数拟合 中图分类号：TU 47 文献标识码：A 文章编号：1000–6915(2014)增 2–4282–05
黑河水库坝肩边坡云母石英片岩三轴蠕变机理及蠕变模型研究的开题报告
黑河水库坝肩边坡云母石英片岩三轴蠕变机理及蠕变模型研究的开题报告尊敬的评审专家：我是XX，我将进行黑河水库坝肩边坡云母石英片岩三轴蠕变机理及蠕变模型研究的开题报告。
一、研究背景目前，我国大多数水电站大坝和水库坝体均采用砂砾土或黏土等土质为主要材料，但其中一些较特殊的地质条件下，出现了云母石英片岩等岩石材料，已有采用该类材料兴建大坝或水库的前例。
云母石英片岩作为坝体材料，在工程实际中存在严重的蠕变行为，导致大坝变形与破坏等问题。
因此，研究云母石英片岩的蠕变规律、探究其蠕变行为机理、建立云母石英片岩的蠕变模型，对于了解该类材料的物理特性和加强工程建设安全具有重要的理论和应用价值。
二、研究目的和意义本文主要目的是通过三轴蠕变试验研究黑河水库坝肩边坡云母石英片岩的蠕变规律，并探究云母石英片岩的蠕变机理；同时，基于试验数据建立云母石英片岩的蠕变模型，为云母石英片岩在工程实际中的应用提供参考，为灾害防治与安全工程提供理论指导。
三、研究内容本研究将从以下三个方面展开：1.开展黑河水库坝肩边坡云母石英片岩三轴蠕变试验，获得不同蠕变条件下的蠕变应变和蠕变时间的试验数据。
2.分析试验数据和变形规律，探究黑河水库坝肩边坡云母石英片岩的蠕变机理。
3.建立云母石英片岩的蠕变模型，预测云母石英片岩的蠕变性能。
四、研究方法1.云母石英片岩样品的采集与制备，包括对样品进行加工、处理和试制。
2.三轴蠕变试验，以获得云母石英片岩在不同应力状态下的应变和时间数据。
3.数据处理和分析，包括对试验数据进行预处理和分析，以获得蠕变规律和蠕变机理。
4.建立云母石英片岩的蠕变模型，以预测云母石英片岩的蠕变性能。
五、预期成果1.获得黑河水库坝肩边坡云母石英片岩在不同应力条件下的蠕变数据。
2.探究黑河水库坝肩边坡云母石英片岩的蠕变机理。
3.建立云母石英片岩的蠕变模型，可以预测云母石英片岩的蠕变性能。
4.开发出具有参考价值的云母石英片岩蠕变模型。
六、结论本文将对黑河水库坝肩边坡云母石英片岩的三轴蠕变机理和蠕变模型进行研究，探究云母石英片岩的蠕变规律和蠕变机理，建立云母石英片岩的蠕变模型，为该类材料在工程实际中的应用提供参考，同时为灾害防治和安全工程提供理论指导。
饱和含细砾砂动孔隙水压力特性三轴试验研究
饱和含细砾砂动孔隙水压力特性三轴试验研究刘凯;张远芳【摘要】利用TAJ-20振动三轴仪对饱和含细砾砂进行振动三轴试验,研究了几种不同因素下砾砂的孔压发展规律;并采用双曲线孔压模型进行了拟合.试验结果表明:随着振动周次和动应力幅值的增加,动孔隙水压力逐渐增加,而动孔压随固结应力比的增大逐渐减小.等压固结含细砾砂孔压均能达到围压,而偏压固结孔压是否达到围压主要取决于动应力幅值能否大于主应力差,即动应力是否足够大;但当固结应力比太大,孔隙水压力不能达到围压.饱和含细砾砂动孔压比增长随相对密度的增大而减缓,当达到相同的动孔压比,相对密度越大,振动破坏所需的振动周次也就越多,土体就越不容易破坏.振动频率越快,动孔压比上升越快,即孔隙水压力上升速度越快.当达到相同的孔隙水压力时,振动频率越快,振动破坏所需的时间就越少.饱和含细砾砂动孔压发展可用双曲线模型很好的拟合,可为工程实践和试验资料的积累提供依据.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2016(016)019【总页数】5页(P283-287)【关键词】循环振动三轴试验;孔隙水压力;饱和细砾砂;动应力幅值;孔压双曲线模型【作者】刘凯;张远芳【作者单位】新疆农业大学水利与土木工程学院,乌鲁木齐830052;新疆农业大学水利与土木工程学院,乌鲁木齐830052【正文语种】中文【中图分类】TU441.5地基是指建筑物地基和岩土工程地基处于地下水位以下，在地震、车辆等外荷载作用下，砂性土体中的孔隙水压力积聚上升而在短时间内又来不及消散，导致砂性土体的有效强度大幅度降低而发生破坏，这种破坏危及建设工程地基和建筑物的安全，使其发生较大的永久变形。
地基液化很大程度上取决于孔压上升的程度。
砂性土的孔隙水压力上升特性引起了很多学者的重视，尤其是饱和砂性土的动孔压发展规律已取得了丰硕的研究成果。
Seed[1]等根据循环动三轴试验提出砂土等向固结时孔压应力模型；Finn[2]、徐志英[3]等考虑了偏压固结情况下孔压应力模型的修正公式；Martin、finn、seed[4]等认为对饱和砂土在不排水条件下的动孔压等于排水条件时的永久变形与回弹模量之积；汪闻韶[5]将不排水条件下的孔压发展规律与排水条件下的体积变化相关联建立相应的孔压应变模型；Nasser&Shokooh等[6]提出了动孔压的能量模型；Ishihara等[7]建立了动孔隙水压力的有效应力路径模型；Finn&Bhatia等[8]描述了各种砂土在循环荷载下孔压与体变的内时理论；谢定义[9]、徐志英[10]等在砂土动孔压的产生和消散做了大量研究；王桂萱等[11]建立了砂质土的孔压上升模型；秦朝辉等[12]研究振动频率对饱和密砂动力特性的影响，给出液化时间t、液化振次N、振动频率f三者的关系式；王艳丽等[13]考虑含砾量对饱和砂砾土动力特性的影响；唐小微等[14]得出了黏粒含量对于砂性土的孔压的发展具有较大影响；孟上九等[15]研究了不规则荷载下对饱和砂土孔压发展模型。
胶凝砂砾石料静_动力三轴剪切试验研究_傅华
，韩华强
1，2，3
，凌
华
1，2，3
，蔡
新
4
（1. 南京水利科学研究院，江苏 南京 210029；2. 水文水资源与水利工程科学国家重点实验室，江苏 南京 210029； 3. 水利部土石坝破坏机理与防控技术重点实验室，江苏 南京 210029；4. 河海大学力学与材料学院，江苏 南京 210098）
Experimental study on static and dynamic properties of cemented sand and gravel
FU Hua1, 2, 3, CHEN Sheng-Shui1, 2, 3, HAN Hua-qiang1, 2, 3, LING Hua1, 2, 3, CAI Xin4
(1. Nanjing Hydraulic Research Institute, Nanjing 210029, China; 2. State Key Laboratory of Hydrology-Water Resources and Hydraulic Engineering, Nanjing 210029, China; 3. Key Laboratory of Earth-Rock Dam Failure Mechanism and Safety Control Techniques, Ministry of Water Resources, Nanjing 210029, China; 4. College of Mechanics and Materials, Hohai University, Nanjing 210098, China)
摘
要：通过不同掺量胶凝材料的静动力三轴试验，研究了胶凝砂砾石料的静、动力力学和变形特性，试验结果表明
基于三轴蠕变试验砂岩非线性蠕变模型研究
基于三轴蠕变试验砂岩非线性蠕变模型研究朱昌星;黄增慧;韩宪军【摘要】针对观音堂煤矿2506工作面顶板坚硬砂岩三轴蠕变试验结果,引入能反映蠕变加速阶段的多项式元件,通过其与鲍埃丁模型串联,建立了新的坚硬砂岩非线性黏弹塑性蠕变模型,它能用统一数学表达式描述轴向、横向蠕变全过程.利用砂岩15 MPa围压下轴向分级加载蠕变试验数据,对建立的蠕变模型进行参数反演,获得了该模型蠕变参数.通过对砂岩三轴蠕变试验曲线拟合,验证了本文提出非线性蠕变模型的正确性及合理性.【期刊名称】《河南理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(034)004【总页数】4页(P468-471)【关键词】砂岩;蠕变;多项式元件;非线性蠕变模型;参数反演【作者】朱昌星;黄增慧;韩宪军【作者单位】河南理工大学深部矿井建设重点实验室,河南焦作454000;河南理工大学土木工程学院,河南焦作454000;山西沙曲煤矿,山西柳林033300;河南理工大学深部矿井建设重点实验室,河南焦作454000;河南理工大学土木工程学院,河南焦作454000【正文语种】中文【中图分类】TD872+9E-mail：***********.cn随着矿井开采深度不断增加，许多矿井都先后进入千米以下，部分硬岩巷道呈现出不同程度蠕变特征，如巷道大变形等，严重影响矿井安全生产。
软岩由于具有明显的蠕变特性，其研究成果颇多[1-3]。
在软岩蠕变模型研究成果中，元件蠕变模型由于概念简单、易编程，一直深受科研人员青睐，但传统的线性蠕变元件模型无法解释蠕变加速破坏，需引入非线性蠕变元件或损伤变量描述[4-6]。
坚硬岩石在矿井深部开挖中表现出明显蠕变现象，这引起科研人员兴趣，如姜兴东等对砂岩单轴蠕变进行研究时发现，当加载应力远小于屈服应力时，曲线只出现初始蠕变、等速蠕变阶段，试件没有破坏；当加载应力大于或小于但接近于屈服应力时，曲线出现蠕变三阶段，且加速蠕变过程中轴向方向出现3条裂纹，且裂纹相互扩展贯通，最终破坏，这说明加速蠕变应力门槛是岩石产生极非稳定型蠕变的一个临界值[8]。
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作者简 介 ： 左永振 ， 男， 工程 师 ， 硕士 ， 主要 从 事 粗 粒 料 的 工 程 特 性 、 Ｃ Ｔ 可视 化 等 方 面 的研 究 工 作 。Ｅ
５ ０
、
人 民 长 江
善 伽辆 砂 砾石 级 配 ， 需按 规 范要 求 进 行 缩 尺 。本 文是 ｌ 对 缩 尺
仪， 对 固 结 灌 浆 前 后 的 砂 砾 石 试 样 进 行 三 轴蠕 变 试 验 ， 通 过 计 算 蠕 变 量 和 相 关 蠕 变参 数 对 固 结 灌 浆 效 果 进 行
分 析 。研 究 结 果袁 明 ， 固结 灌 浆 后 的砂 砾 石蠕 变 量 与 时 间呈 幂 函数 关 系 ， 符合九参数模型 ； 固结 灌 浆 后 的 轴 向
匀性。
基础 上 填筑 高坝 ， 后期 蠕 变 比较 明显 ， 这 种 附加变 形 必
然会 对 坝体 面板 、 接 缝 的 应力 变 形 状 态 带 来 较 大 的 不 利影 响 。如何 控 制覆 盖层 工后 沉 降是工 程师 们普 遍关 心 的关 键技 术 问题 。在覆 盖层 较 浅 的情 况下 可 以采 用 将砂 砾 石全 部挖 除 的办 法 解 决 ， 但 在 深 厚 覆 盖 层 中 并
蠕 变量 和体 积 蠕 变 量 较 固结 灌 浆 前 均 有 大 幅度 的 降低 。 试验 成 果 表 明 ， 固 结 灌 浆 对 降 低 大 坝 原 地 基 的 后 期 蠕
变 变形 等 有 较 好 的 效 果 。 关 键 词： 固结 灌 浆 ；坝 基 处 理 ； 深厚覆 盖层 ； 三 轴 蠕 变试 验 ； 砂 砾 石 文献标志码 ： Ａ
模量 测 试 、 承 压 板 试 验 和 地 质 雷 达 等 方 法 进 行 检
为 分析 闸坝 填筑 后 运 行 期 间 的后 期 蠕 变 变 形 ， 了 解 固结灌 浆 对漂 卵石 层 的 处理 效 果 ， 设 计 了 ２组 三 轴
蠕 变 对 比试 验 。 由于现 场砂砾 石 料 的最大 粒径 达到 ６ ０ ０ ｍｍ， 而 室
第４ ４卷 第 ２ ４期 ２ ０ １ ３年 １ ２月 文章编号 ： １ ０ ０ １— ４ １ ７ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ２ ４—０ ０ ４ ９— ０ ５
人 民 长 江
Ｙａ ｎｇ ｔ ｚ ｅ Ｒｉ ｖ ｅ ｒ
Ｖ０ １ ． ４ ４． ＮＯ ． ２ ４
测 Ｉ １ 。这 些方 法均 是 以透水 率 、 变形 （ 弹性 ） 模 量 及
声 测波 速 的大小 及其 增 加 的程 度来 判 断 固结 灌浆 的处
理效 果 。
内三轴试 样 的 尺 寸 为 ３ ０ ０ ｍ ｍ ×６ ０ ０ ｍ ｍ， 允许 的 最 大 粒 径为 ６ ０ ｍ ｍ， 因此 室 内试 验 级 配 不 能 直接 采 用 现 场
地基 的承载 力及 抗剪 强 度 参 数 ， 减 少 变 形 和 不 均 匀 沉
挖掉 ， 使 深层 的漂 卵石 层 出露 ， 施 工 时将 漂卵石 层 分层
碾压 ， 并采 用 固结 灌 浆 进 行处 理 。闸 坝 坐落 在 固灌 后
的漂卵石 层 上 。
降 。 为检查 固结 灌浆 对 地 基 的处 理效 果 ， 常 采用 现 场 压水 试 验 、 钻 孔 取芯 、 超声 波测 试 、 地震测 试 、 钻孔 弹性
Ｊ ｕ ｌ ｙ，
２ ０ １ ３
砂 砾 石 固 结 灌 浆 后 的三 轴蠕 变 试验 研究
左 永振， 赵 娜 ， 张 婷
（ 长 江科 学 院 水 利部 岩 土 力 学 与工 程 重 点 实验 室 ， 湖北 武 汉 ４ ３ ０ ０ １ ０ ）
摘要 ： 为 降 低 深 厚 覆 盖 层 上 坝基 的 ｘ － 后 变形 ， 常 需要 对 大 坝 基 础 进 行 固 结 灌 浆 处理 。 采 用 大型 三 轴 蠕 变试 验
砂层 透 镜体 ， 各层 厚 度不 一 ， 物 理力 学 性质 差 异 大 ， 整
体基 础 均匀性 差 。 已有 的研 究 表 明 ， 在 较 差 的覆 盖 层
１ 试 验 方 法
１ ． １ 概 化 模 型
本 次试 验 的工程 背 景 是 某 大 型 水 电工 程 ， 坝 型 为 混凝 土 闸坝 ， 闸坝 基础 为深 厚河 床覆 盖层 ， 最 大厚 度达 １ ２ ７ ｍ， 表层 主要 由砂 层 、 砂 质粉 土层 等组 成 ， 深层 主要 为 漂 卵石层 。覆 盖 层 的 物 质 成 份 、 成 因复 杂 ， 各 层 厚 度、 组成 及物 理力 学特 性差 异较 大 ， 呈现 出较 大 的不均
在 目前 的公 开 文献 中 ， 鲜有 通 过 三轴 蠕 变试 验 对
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３—０ ８—１ １
基金项 目 ： 水 利 部 公 益 性 行 业科 研 专 项 经 费 项 目（ ２ ０ １ ２ ０ １ ０ ３ ９ ） ； 国 家 自然科 学 青 年 基 金 （ ５ １ ３ ０ ９ ０ ２ ４ ）
不适 用 ， 经济 代 价太 大 ， 目前 比较合 适 的方法 是将 深 厚
覆 盖层 表层 可 能液化 的部 分 挖 除 ， 而 对 底 部 覆 盖层 则
进行 固结灌 浆处 理 。
根据 设 计要求 ， 将 覆盖 层表 层 处 理方 法 ，它可 以提 高
中 图法 分 类 号 ： Ｔ Ｖ ４ ２
在 我 国西部 水 电能 源 开 发 中 ， 水 电站 大 坝 常 坐 落 在河 床 深厚 覆盖 层上 ， 其 厚度 一般 达到 百米 级 ， 最 深 达
３ ０ ０ ｍ， 而且 这 些覆 盖层 住 往 层 次 结 构 复 杂 ， 夹有 多层
地 基 固结灌 浆效 果进 行分 析 。本文 采用 大型 三轴 蠕变 试 验仪 ， 对 固结灌 浆前 后 的试样 进行 三轴 蠕 变试验 ， 对 固结灌 浆效 果进 行分 析 。