土压力变化规律的应力路径三轴试验研究
土的三轴试验研究及土的应力路径21页PPT
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
土的三轴试验研究及土的应 力路径
26、机遇对于有准备的头脑有特别的 பைடு நூலகம்和力 。 27、自信是人格的核心。
28、目标的坚定是性格中最必要的力 量泉源 之一， 也是成 功的利 器之一 。没有 它，天 才也会 在矛盾 无定的 迷径中 ，徒劳 无功。- -查士 德斐尔 爵士。 29、困难就是机遇。--温斯顿．丘吉 尔。 30、我奋斗，所以我快乐。--格林斯 潘。
应力路径试验新方法及腾格里沙漠砂的真三轴试验验证
应力路径试验新方法及腾格里沙漠砂的真三轴试验验证应力路径试验新方法及腾格里沙漠砂的真三轴试验验证摘要：应力路径试验是土力学中的重要实验方法之一，用于研究土体在复杂应力状态下的力学性质。
本文介绍了一种新的应力路径试验方法，并以腾格里沙漠砂为例进行了真三轴试验验证。
结果表明，该方法可以有效地模拟实际工程中的应力状态，为土力学领域的研究提供了新的思路和实验手段。
1. 引言应力路径试验是研究土体力学性质的重要手段之一，通过改变应力状态来模拟土体在实际工程中的受力情况。
传统的应力路径试验方法存在一些不足，如无法模拟复杂应力状态等。
因此，本文提出了一种新的应力路径试验方法，并以腾格里沙漠砂为例进行了验证。
2. 方法2.1 新的应力路径试验方法本文提出的新的应力路径试验方法是基于真三轴仪的。
真三轴试验仪能够对土体施加三个正交方向的压力，并通过控制仪器内外围布置的应变计、压力计等传感器来测量土体应变、应力数据，从而得到土体力学性质的参数。
2.2 腾格里沙漠砂的样本制备为了进行实验验证，本文从腾格里沙漠中采集了一些原始砂样，并经过筛分和干燥等步骤进行了初步处理。
然后，将样本置于真三轴仪中，按照既定的应力路径进行试验。
3. 结果与讨论在真三轴试验中，我们通过改变三个方向上的应力大小、方向等参数来模拟复杂的应力状态。
通过测量土体的变形、应变、应力等数据，分析土体的力学性质。
实验结果表明，腾格里沙漠砂在不同应力状态下的力学性质存在一定的差异，通过新的应力路径试验方法可以更准确地揭示这种变化规律。
4. 结论本文介绍了一种新的应力路径试验方法，并以腾格里沙漠砂为例进行了真三轴试验验证。
结果表明，该方法可以有效地模拟实际工程中的应力状态，为土力学领域的研究提供了新的思路和实验手段。
此外，通过对腾格里沙漠砂的验证实验，我们还揭示了该土壤在不同应力状态下的力学性质变化规律，为相关工程项目的设计和施工提供了理论依据。
5. 局限性和展望虽然本文提出的新的应力路径试验方法能够模拟土体在复杂应力状态下的力学性质，但其局限性也不可忽视。
K0固结饱和软黏土的三轴应力路径试验研究
K0固结饱和软黏土的三轴应力路径试验研究李校兵;郭林;蔡袁强;胡秀青【摘要】利用GDS三轴仪对原状温州饱和软黏土进行5种应力路径下的K0固结三轴不排水试验，分析不同应力路径下土体的应力−应变关系、孔压发展及有效应力路径。
利用Skempton公式对常围压下应变与孔压的双曲线关系进行修正，建立不同应力路径下孔压与应变之间统一的表达式。
研究结果表明：在不同应力路径下，K0固结软黏土的应力−应变关系和孔压发展均表现出明显的区别。
由于不同总应力路径下饱和软黏土孔压的产生抵消了围压的变化值，使有效应力路径基本一致。
在本文采用的应力路径下，正常固结黏土p−q−e具有唯一性关系。
%Five types of stress path triaxial tests were conducted onK0-consolidated Wenzhou saturated soft clay under undrained conditions by GDS triaxial apparatus. The stress−strain relationship, pore water pressure evolution and effective stress path under different stress paths were discussed. Using Skempton theory, a unified formula between pore pressure and axial strain was established through modifying the hyperbolic relationship under constant confining pressure. The results show that the stress−strain relationship and pore water pressure evolution ofK0 consolidated soft clay are very different under different stress paths. Because the variation of confining pressure is offset by the generation of pore water pressure, the effective stress paths under different stress paths almost coincide, which validates the uniqueness of relationship ofp−q−e.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】6页(P1820-1825)【关键词】基坑开挖;K0固结;应力路径;孔压【作者】李校兵;郭林;蔡袁强;胡秀青【作者单位】浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室，浙江杭州，310027; 温州大学建筑工程学院，浙江温州，325035;温州大学建筑工程学院，浙江温州，325035;浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室，浙江杭州，310027; 温州大学建筑工程学院，浙江温州，325035;温州大学建筑工程学院，浙江温州，325035【正文语种】中文【中图分类】TU443工程中的土体单元在受到荷载作用时，应力状态会产生相应变化。
三轴 应力路径 平均主应力 广义剪应力
在地球科学和地质工程领域中，岩石和土壤的力学行为一直是研究的重点。
本文将围绕三轴试验、应力路径、平均主应力和广义剪应力展开深入探讨。
一、三轴试验1. 三轴试验的定义和意义三轴试验是岩土力学领域中常用的一种试验方法，通过对岩土样本施加不同的压力和剪切力，来模拟不同应力状态下岩土体的力学特性，从而研究岩土的变形和破坏规律，为工程实践提供依据。
2. 三轴试验的基本原理在三轴试验中，岩土样本会受到三个轴向的应力作用：径向应力、周向应力和轴向应力。
通过改变这三个应力的大小和方向，可以实现不同的应力路径，从而模拟岩土体在不同地质条件下的受力状态。
二、应力路径1. 应力路径的概念应力路径是指岩土体在受力过程中，应力状态随时间的变化轨迹。
不同的应力路径会导致岩土体不同的变形和破坏特性，因此对岩土工程而言，应力路径的选择和控制至关重要。
2. 应力路径的分类一般来说，应力路径可以分为固定应力路径和变动应力路径两种。
固定应力路径是指在试验或工程过程中，应力状态沿着固定的轨迹变化，而变动应力路径则是指应力状态随时间或其他因素而变化的轨迹。
三、平均主应力1. 平均主应力的定义在三轴试验中，平均主应力是指在三轴应力状态下，样本中心处受到的平均应力。
平均主应力的大小和方向对岩土体的变形和破坏具有重要影响，因此平均主应力的确定是岩土力学研究的重点之一。
2. 平均主应力对岩土体性质的影响平均主应力的大小和变化会直接影响岩土体的强度、变形和破坏特性。
对于不同类型的岩土体，其受到的平均主应力的承受能力和变形特性也各不相同，因此在岩土工程设计中需要充分考虑平均主应力的影响。
四、广义剪应力1. 广义剪应力的概念广义剪应力是指岩土体在三轴应力状态下受到的主应力和剪应力之间的复合应力状态。
广义剪应力的存在使得岩土体的变形和破坏行为更加复杂，因此在岩土力学研究和工程实践中备受关注。
2. 广义剪应力与变形行为的关系广义剪应力对岩土体的变形和破坏过程有着重要影响，特别是在复杂应力状态下，广义剪应力的作用更加显著。
三轴应力路径分析
u
Kf
C
B
(1) σ3=常数 σ1增大
u=A σ1
ESP
TSP
ε1
A
D σ(p)
图2-16 三轴极限状态及其应力路径
(2) 1, 3均增加
• 先等向固结至A点 • ，然后保持3不变， • 增加1,令其排水固 • 结，路径为AD，再 • 在不排水条件下， • 增大1 , 3 ,总应力 • 路径，达B点破坏， • B与Kf之间水平距 • 离为uf,ED为uB, • CE为uA
σ1
τ(q)
σ3
Cu
C
Kf'
AB(1-3) E
ESP
B3 Kf
B
TSP
A
பைடு நூலகம்
σ(p)
图2-17 三轴极限状态及其应力路径
结论
• 图表明了不同的总应 力路径，代表了不同 的试验方法，所以 TSP线可以直接用来 说明外荷载的施加过 程。但土样内部骨架 上有效应力的变化与 孔隙水应力系数A,B 密切关系。
• 有两点加以说明
2 . 三轴压缩试验应力路径分析
• 下面分析二种典型的固结不排水试验应 力路径
• (1) 常规三轴试验应力路径，先在均匀压力下 固结此点，然后保持3不变，不排水下增加1 至破坏，TSP线为与横轴成４５°斜线，若此 时孔隙水应力为u,量得CB= u ,连接AC 点得 ESP线
σ1
τ(q)
σ3
Kf'
Cu
• ２）A除对ESP形状有影 响外，还对土的强度有 影响.A愈小的土，强度 愈高，超高压密土，A很 小，强度很高，
• １）上述分析认为A,B是 常数，事实上A不是常数， 随偏应力的变化而变化，
取破坏时的孔隙水应力 系数Af来代替全过程方 便得多，且不会造成太 大的误差
土的三轴试验研究及土的应力路径.
3 稳定土三轴剪切试验研究
对掺入不同稳定剂的粉土进行了UU 和CU 试验，以研究在 变掺量、变龄期条件下土体的强度和变形特性。试样的制备 采用击实制样，掺稳定剂的粉土分别进行7，14，28 d 标准 养护[3,4]。为方便与前面试验结果的对比，同时也为合理地 选择稳定剂提供更充分的依据，分别选用了不同种类的稳定 剂： 4 %石灰、2 %水泥+2 %石灰、4 %SEU-2 型固化剂、 8 %SEU-2 型固化剂。
引言
稳定土[2]是采用一定的物理化学方法及其相应的技术措施使土 的物理力学性能得到改善以适应工程技术的需要。稳定土的方 法有多种，但目前国内外仍以无机结合料稳定为主，改善土性 质的产品主要有石灰、水泥、粉煤灰或这些材料的混合物，在 几十年的发展过程中，已形成了比较成熟的无机结合料稳定方 法，但从实践效果来看，不同的结合料，其稳定的效果有着明 显的差异。针对江苏地区粉土的特殊性，从提高粉土体系本身 的强度着手，同时考虑水稳定性、抗收缩性等性能进行研究。 使掺入到粉土中的固化材料不仅起到胶凝和填充的作用，最好 能激发粉土自身的活性，或者与土粒发生相互作用，基于这样 的研究思路，提出粉土固化材料的可能组分，研制成功SEU-2 型固化剂，并将其应用到高速公路的路基填筑中[5]。本文一方 面借鉴以往的研究成果，采用传统的无机结合料（石灰、水泥 +石灰）的方法；另一方面采用SEU-2 型固化剂的稳定方法， 从力学性能的角度出发，研究粉土作为路基填料的可行性。
3.1 掺4 %石灰的粉土三轴剪切试验结果
3.1 掺4 %石灰的粉土三轴剪切试验结果
3.2 掺2 %水泥+2 %石灰的粉土三轴剪切试验结果
经验表明，用水泥固化稳定土体能有效增加土体的内摩擦角和凝聚力，用 一部分水泥代替石灰也能起比单纯掺石灰更好的固化稳定效果，这在稳定 粉土的直剪试验和无侧限强度试验中已有所体现，三轴剪切的结果进一步 说明了这一点。图7 和图8分别是掺2 %水泥+2 %石灰的UU 和CU 试验结 果，试样干密度1.72 g/cm3，标准养护7 d， u c =114.75 kPa，u φ =29°； cu c =91.1 kPa， cu φ =29°。CU 试验土样在围压下固结的效 果在总应力指标上未体现出来，可由有效强度指标体现c′ =77.3 kPa，φ ′ =31°。
土三轴压缩试验报告
土三轴压缩试验报告一、实验目的本实验旨在通过土三轴压缩试验，探究土体在不同应力条件下的变形特性，分析土体的力学性质。
二、实验方法1. 实验材料准备：选取可重塑性土样，并进行合理的处理，制作成圆柱形试样，直径为50mm，高度为100mm。
2.土三轴压缩装置搭建：搭建土三轴压缩装置，确保装置的稳定性和准确性。
3.应力加载：在试验开始前，先对土样进行回弹预压。
然后，根据试验需要，按照一定步骤加载各个应力状态。
4.变形测量：通过传感器对土样的应变进行测量，记录变形数据。
5.实验数据处理：对实验数据进行处理和分析，绘制应力-应变曲线、固结曲线等。
三、实验原理1.压缩应力：土样受到垂直加载时的力，即垂直应力。
2.水平应力：垂直加载时，试验装置对土样施加的水平力，通过水平受力悬挂器实现。
3.应变：土样受到压缩力作用后，产生的变形量。
四、实验过程1.样品制备：选择符合试验要求的土样，进行合理的处理和加工，制成圆柱形试样。
2.装配土三轴装置：将制备好的土样放置在土三轴装置的夹持装置中，确保试样的稳定性。
3.回弹预压：对土样进行一定的预压力，以确保试验开始时土样的初始状态。
4.应力加载：按照试验制定的步骤，逐渐增加压力，以产生不同的应力状态。
在每次加载压力后，等待一段时间，使土样达到新的平衡状态。
5.变形测量：通过传感器对土样的应变进行测量，记录下每次加载压力条件下的变形数据。
6.数据处理：对实验数据进行处理和分析，得出压力条件与土样变形的关系。
五、实验结果与分析通过对实验数据的处理和分析，得出土体在不同应力条件下的压缩性质。
绘制出应力-应变曲线和固结曲线，可以判断土壤的工况性质和工程可行性。
实验结果可以帮助工程师设计更合理的土方工程结构，以提高工程的安全性和稳定性。
六、实验结论通过本次土三轴压缩试验，我们对土体的力学性质有了更深入的了解。
通过实验结果的分析，我们可以得出土壤的力学参数，从而更加科学地进行土方工程的设计和施工。
土力学三轴压缩试验资料
（4）重复以上步骤。用同一种土样的若干个 试件(三个以上)按以上所述方法分别进行试验， 每个试件施加不同的周围压力σ3 ，可分别得出剪 切破坏时的大主应力σ1 ，将这些结果绘成一组极 限应力圆，如图3—9c中的圆I、Ⅱ和Ⅲ。由于这 些试件都剪切至破坏，根据莫尔—库伦理论，作 一组极限应力圆的公共切线，即为土的抗剪强度 包线(图3—9c)，通常可近似取为一条直线，该直 线与横座标的夹角即土的内摩擦角φ，直线与纵 坐标的截距即为土的粘聚力c
常规的三轴压缩试验是取3-4个圆柱体试样， 分别在其四周施加不同的恒定周围压力，随后逐 渐增加轴向压力，直至破坏为止。根据破坏时的 大主应力与小主应力分别绘制莫尔圆，莫尔圆的 切线就是剪应力与法向应力的关系曲线，通常近 似的以直线表示，其倾角为φ，在纵轴上的截距 为c。
二、试地基强度和稳定 使用的土的强度指标内摩擦角φ和内聚力c。
缺点:
①剪切破坏面人为的固定为 上下盒之间的水平面，不符 合实际情况。 ②试验中不能严格控制排水 条件，不能量测土样的孔隙 水压力。
目前，较为完善的一种方法是三轴压缩试验。
三轴压缩试验优点： ①试验中能严格控制试样排水条件， 受力状态明确。 3 ②试验中可以控制大小主应力，剪 切面不固定，能准确地测定土的孔 3 隙压力和体积变化。
六、绘图
根据试验结果绘制莫尔应力圆，抗剪强度包线，查 出相应的C和φ值
300
τ(KPa)
200
100
0 0 100 200 300 400 500 600
σ (KPa)
七、思考题
1、如何测定土样的饱和度？
2、三种测定方法分别适用在什么情况下？
3、试讨论一下常规三轴试验的不足之处。
△ 3
3
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ
ｏｆ ｓｔｒｅｓｓ ｓｔｒቤተ መጻሕፍቲ ባይዱｉｎ ｏｆ ｔｈｅ ｔｙｐｉｃａｌ ｓｔｒｅｓｓ ｐａｔｈ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ；ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｂｅｔｗｅｅｎ ｅａｒｔｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ａｎｄ ｌａｔｅｒａｌ ｓｔｒａｉｎ ｉｓ ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ．Ｔｈｅ
ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｅｓｔ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ａｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ．Ｉｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ｆｏｕｎｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｃｔｉｖｅ ｅａｒｔｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｉｓ ｗｅｌｌ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｐｒｏｐｏｓｅｄ
向应变ｅｒ（％）为
由式（１６）和式（１７）可得被动区桩侧土体土
压力只与墙体位移的关系式如下：
只；——————１崞（１８） 厂
第２６卷第１１期 ２００５年１１月
文章编号：１０００－－７５９８－－（２００５）１１—１７００一０５
岩土力 学 Ｒｏｃｋ ａｎｄ Ｓｏｉｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ
、，０１．２６ ＮＯ．１１ ＮＯＶ．２００５
土压力变化规律的应力路径三轴试验研究
施建勇，雷国辉，艾英钵，宋雄伟
（河海大学土木工程学院岩土所，南京２１００９８）
％＝矗ｌ １一Ｘ一厶）／如Ｉ，厶＜工＜厶＋岛 （９）
式中ｘ为地表任意一点到围护墙边的距离；Ｌ。为 Ａ区土体的长度；如为Ｂ区土体的长度。
（ｑ。一ｇ），＝￡。一Ｐａｃ，
（６）
式中￡。为Ｋ固结后的初始径向应力，即等于ｑ。； 巴，为朗肯极限主动土压力值。所以
易： 鱼
（７）
乞。一乞，
由式（１）、式（２）和式（７）可得：
只＝￡。一
墅生 。ｓ
一只。）
印一
“一
（１５）
（丢。７ｔａｎ（三一罢］＋ 一旧、 一 厂小、一功 ｍ 一旦４ 一‰一卫２ ］（Ｐａ０－－‰，咆障＼Ｐｏ Ｊｋ
式（１５）即为主动区土体在径向卸载的应力路径下
的土压力随位移变化的表达式，式中￡。为桩侧土 体的初始径向有效应力；只。，为朗肯主动土压力；ｋ， ｎ，墨为土性参数，确定方法见前面的推导过程；伊 为土体内摩擦角；Ｄ，Ｈ，ｈ其物理意义见图４。
７．２
２６
２．２凰固结 在蚝固结阶段，利用安装在试样上的高精度
的霍尔效应传感器来控制土样的侧向变形。表２为 固结过程测得的静止土压力系数％值。
表２砀固结结束后土样应力状态及砀值
Ｔａｂｌｅ ２ Ｓｔｒｅｓｓｅｓ ａｆｔｅｒ Ｋ０ ｃｏｎｓｏｌｉｄａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｋｏ ｖａｌｕｅｓ
图１径向应力与径向应变的关系曲线 Ｆｉｇ．１ Ｃｕｒｖｅ ｏｆ ｒａｄｉａｌ ｓｔｒｅｓｓ ＶＳ．ｒａｄｉａｌ ｓｔｒａｉｎ
ｌｏｇ（ｏｔｔｏ／ｐ。）
图３ ｌｏｇ（Ｅｉｌｐ。）和ｌｏｇ（ＣｒｒＯ／ｐ。）的关系曲线 Ｆｉｇ．３ Ｃｕｒｖｅｓ ｏｆ ｌｏｇ（Ｅｉ／ｐａ）ＶＳ．１０９（‘７，０，ｐａ）
４主动侧土压力与侧向位移关系
将主动侧土压力用只表示，侧向位移用Ｓ表 示，可以知道只＝ｑ，所以只要探求位移Ｓ与径向 应变￡的关系即可。
系，其他３个竖向固结应力下的试验结果也有类似
的规律，径向应力与径向应变有较好的双曲线关
系，即
仃，一仃，＝Ｃ—Ｌ
（１）
‘”
ａ＋ｂｅｒ
式中ａ，ｂ为与土性有关的参数。
由式（１）可见，
七圭ａｒＯ ｔ７ｒＬ Ｌ 一 ／Ｊ。，剐
（２）
而Ｉ士ｌ 是曲线ｑ。一ｔ７ｒ—Ｅｒ的初始切线斜 Ｌ口。一口／。。珈
率的倒数，该初始斜率即为土体在侧向卸载条件下
５被动侧土压力与侧向位移关系
图５为模拟被动应力路径试验中竖向应力为
整理得到—Ｌ一￡，关系曲线如图６所示，虽然也 １００ ｋＰａ时径向应力与径向应变的关系曲线。由图５ ｏ ｒ—ｏｒｏ
可用直线进行拟合，但没有主动应力路径试验结果 的相关性好。可以类似地推求得到被动区径向应力 与径向应变的关系。
／
、ｎ’
【Ａ＋（１一民ｈ。忙≯。ｆ鱼ｌ‘
在土压力研究方面虽然已展开了大量的工作 并取得了很多成果，但影响基坑工程中的土压力的 因素相当复杂，特别是在关于基坑工程中土体应力 状态的模拟方面，由于仪器的原因，这方面的研究 相当少。本文拟考虑基坑开挖过程中应力路径的影
收稿日期：２００４—０４．１４
修改稿收到日期：２００４，０６—１１
作者简介：施建勇，男，１９６５年生，博士，教授，博士生导师，河海大学土木工程学院副院长，主要从事软土地基加固，城市卫生填埋，地下工程
ｅｑｕａｔｉｏｎ，ｂｕｔ ｎｏｔ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐａｓｓｉｖｅ ｐｒｅｓｓｕｒｅ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｅａｒｔｈ ｐｒｅｓｓｕｒｅ；ｓｔｒｅｓｓ ｐａｔｈ；Ｌｒｉａｘｉａｌ ｔｅｓｔ；ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄ
１ 前言
作用于挡土墙上的土压力随挡土墙离开填土的 位移由静止土压力向主动土压力变化，其变化规律 对支挡结构，特别是在大型基坑工程的设计尤为重 要。近些年来，部分学者［１－－３１在朗肯一库仑理论基础 上考虑了位移对挡土墙土压力的影响，模拟土体处 于中间状态的挡墙土压力的大小，取得了一定进展。 但由于土压力计算涉及因素太多，其大小不仅取决 于其最终的应力水平与应力状态，而且也与前期的 应力历史与应力路径以及位移有着密切关系。 Ｂａｎｇ【４１认为，土体从静止状态到极限主动土压力 状态是一个渐变的过程，提出了“中间主动状态” 的概念，指出计算土压力应同时考虑墙体变位方式 和变位大小。从Ｃｌｏｕｇｈ和Ｄｕｎｃａｎｐｌ开始，国内外 许多学者对土压力问题相继采用有限元法进行了研
的初始切线弹性模量，记为Ｅｉ，故
口：ｉ１
（。３ｊ’）
口２瓦
土粒比重
Ｇｓ ２．７２
表１试验土样的物理力学性质指标
Ｔａｂｌｅ １ Ｂａｓｉｃ ｉｎｄｉｃｅｓ ｏｆ ｓｏｉｌ ｓａｍｐｌｅ
密度
／ｇ－ｃｍ一３
含水率 ／％
孔隙比液限
ｅ
／％
塑限 ／％
Ｃ
妒
／ｋＰａ／（。）
１．８６
２９．９
０．８５６
３７．２ ２２．１
吒＝————————≥旦善一．＂ｌ－Ｋ《。（１６）
Ａ＋（１一Ｋｏｈ。＋尼≯。ｆ鱼｝№
式中Ａ：竺！鼍型拿螋。参＼数Ｐａ／忌Ｉ，，ｎ，，群的确定
ｌ－ｓｉｎ彩
方法同主动区。 根据图４的土体变形分区图来推导出被动区桩
侧土体土压力与墙体位移的关系式。设距坑底ｈ７深 度处围护桩墙的位移为ｓ’，则被动区桩侧土体的径
由表２可知，由于试验过程中存在不可避免的 差异，４个试样得到的酶值稍有不同，但差异值在 ０．０４之内，故可认为本次试验的Ｋ固结阶段是成功 的。
３应力路径试验结果
图１为竖向固结应力１００ ｋＰａ条件下径向应力 瓯与径向应变￡，的关系曲线。将该曲线转换成
—Ｌ—Ｅ，关系如图２所示，发现有较好的线性关
仃ｒ０ 万一仃方ｒ 数据
有关岩土工程问题研究。Ｅ—ｍａｉｌ：ｓｏｆｔ－ｇｒｏｕｎｄ＠ｍａｉｌｓｖｒ．ｈｈｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
万方数据
第１１期
施建勇等：土压力变化规律的应力路径三轴试验研究
响，研究土压力的变化规律。
２ 典型应力路径下的应力一应变关系 测定与分析
２．１试验土样和仪器 本试验采用南京张府园地铁站深基坑地面以下
５ ｍ处的原状粉质土样，其物理力学性质指标见 表１。试验采用的仪器为从英国进口的应力路径控 制三轴试验系统。与常规三轴仪相比，它在自动化 程度、测量精度和加载控制方式上都有明显的优 势。它采用霍尔效应传感器对土体采取局部测量的 方式，避免了由外部测量所造成的误差。考虑到基 坑开挖深度通常在２０ ｍ之内，本试验分别选取了 竖向固结应力为５０，１００，１５０，２００ ｋＰａ的４个试 样，先进行瓦固结，再进行保持轴向应力不变、减 小径向应力的剪切应力路径试验，且采用排水剪。
万根方据Ｃ数ａｓ据ｐｅ‘１ ０１、刘兴旺等‘１１１在研究围护桩墙的
Ｆｉｇ．４
图４土体变形分区图
Ｓｋｅｔｃｈ ｏｆ ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎ ｅｘｃａｖａｔｉｏｎ
』ｅＡｄｘ＋ｆ￡ＢＣＪＸ＝ｓ
（１０）
ｓ２：ｉ￡ ｉ１Ａ￡如Ａ＋ｔ厶 ＋厶ＪＬ厶ｌ
（（ １１））
厶＝（日一无）ｔａｎ（｝詈］；＝Ｏ ｔａｎ（三一詈）ｃ，２，
摘要：土压力除了与土体的强度指标参数有关外，还与应力路径有关，如主动土压力发展过程是垂直方向应力保持不变，
水平方向应力减小到极限状态的过程，而被动土压力形成过程则相反。利用应力路径控制的三轴试验仪进行了土体主、被动
破坏过程的模拟试验，重点讨论了两种典型应力路径下土体的应力一应变关系，推导了土压力随应变变化的计算公式，通过
肚２螂（４５。ｅ＿（挚］…，
ｓ＝矗［丢。７ｔａｎ（署一詈］＋（日一向）ｔａｎ（三一詈）］ｃ ｔ４，
第１１期
施建勇等：土压力变化规律的应力路径三轴试验研究
式，由于式（８）中的￡指的就是桩侧土体的应变 颤。联立式（８）和式（１４）就可以得到主动区土
体在径向卸载的应力路径下的土压力随位移的变化 规律，其表达式为
究分析。Ｒｏｓｃｏｅ【６Ｊ通过模型试验研究，证实了土压 力的大小、方向和作用点通常取决于挡土结构的变 位方式。魏汝龙【『７Ｊ指出，由于基坑开挖属于卸载情 况，强度理论应充分考虑应力历史的影响，墙前土 压力计算应选用不同于墙后的强度指标。陈书申【副 针对高层建筑深基坑支护结构工作特点和软土地层 的具体条件，对经典土压力理论的适用性进行了讨 论，并提出考虑变位、强度、开挖深度诸因素影响 的土压力计算方法。王建林和顾晓鲁【９Ｊ把土压力与 位移间的非线性关系简化为分段线性关系来模拟， 并应用到改进的弹性地基梁法中。
试验资料对计算公式进行了验证。计算结果表明，主动土压力可用所提出的方法确定，但被动土压力的误差较大。
关键词：土压力；应力路径；三轴试验；计算方法