岩土力学 ›› 2019, Vol. 40 ›› Issue (8): 2947-2955.doi: 10.16285/j.rsm.2018.0825

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南阳原状膨胀土不排水剪切性状时效性试验研究

李新明1, 2,孔令伟2,郭爱国2   

  1. 1. 中原工学院 建筑工程学院,河南 郑州 450007;2. 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室,湖北 武汉 430071
  • 收稿日期:2018-08-05 出版日期:2019-08-12 发布日期:2019-08-24
  • 作者简介:李新明,男,1987年生,博士,副教授,主要从事特殊土力学与边坡工程的研究工作。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金青年科学基金项目(No. 51509274);国家自然科学基金重点项目(No. 41430634);河南省高等学校重点科研项目计划(No. 15A560013)

Experimental study of ageing effect on mechanical properties of Nanyang undisturbed expansive soil

LI Xin-ming1, 2, KONG Ling-wei2, GUO Ai-guo2   

  1. 1. 中原工学院 建筑工程学院,河南 郑州 450007;2. 中国科学院武汉岩土力学研究所 岩土力学与工程国家重点实验室,湖北 武汉 430071
  • Received:2018-08-05 Online:2019-08-12 Published:2019-08-24
  • Supported by:
    This work was supported by the Young Scholars of National Natural Science Foundation of China (51509274), the Key Program of National Natural Science Foundation of China (41430634) and the Key Scientific Research Projects Plan of Henan Higher Education Institutions (15A560013).

摘要: 针对南阳原状膨胀土不同卸荷间歇时间后的三轴不排水剪切特性进行了试验研究。将削好的原状膨胀土样,在常规三轴仪上首先固结至先期固结应力,进行不同卸荷比(0.00、0.50、0.75)与卸荷间歇时间(0、1、10、20、30 d)的三轴不排水剪切试验,最后对部分土样进行了压汞试验。试验结果表明,南阳膨胀土力学特性与卸荷间歇时间和卸荷幅度均相关。相同轴向应变时,经历卸荷过程土样偏应力随卸荷间歇时间减小,未经历卸荷过程则表现为增大。卸荷间歇时间增加,孔隙水压力峰值应变 呈减小趋势。未经历卸荷过程的膨胀土强度随间歇时间增加而线性(对数坐标)增大,而经历卸荷过程的膨胀土强度随卸荷间歇时间的增加而减小,且以初期(0~1 d)降幅最大,后期变缓并最终趋于稳定状态。其中,卸荷幅度越大,膨胀土强度及模量越小,达到稳定状态所需时间越长。建议边坡开挖后及时支护。在边坡稳定性分析中建议采用 进行计算。结合压汞试验与吸(排)水量结果,卸荷间歇时间对原状膨胀土剪切特性的影响受微裂隙发展与颗粒间胶结强化的耦合作用。

关键词: 原状膨胀土, 卸荷, 时效性, 剪切强度

Abstract: The ageing effect of the triaxial undrained shear properties of Nanyang undisturbed expansive soil was studied. Firstly, the undisturbed expansive soil sample was consolidated under the pre-consolidation stress with the conventional triaxial apparatus. The triaxial undrained shear tests were conducted with different unloading ratios (R=0.00, 0.50, 0.75) and unloading time intervals (0, 1, 10, 20, 30 d), respectively. The microstructure features of soil sample was characterized by mercury injection test. Test results show that the mechanical properties of Nanyang expansive soil are closely related to the unloading interval time and unloading amplitude. Under the same axial strain, the deviatoric stress of the soil sample after the unloading process decreases, when the unloading interval (R=0.5 and 0.75) increases. While the deviatoric stress without unloading process increases when R=0. The peak strain of the pore water pressure decreases with the increase of unloading interval. The shear strength of the expansive soil increases linearly with the increase of the intermittent time (logarithmic coordinates) for R=0. However, the strength decreases with the increase of the unloading time interval for R=0.5 and 0.75. Furthermore, it declines fast at the first day (0-1 d) and then becomes slow until stable. Besides, the greater the unloading amplitude is, the smaller the shear strength and modulus are, and the longer it takes to reach a stable state for expansive soil. It is suggested that the slope excavation should be supported timely, and is recommended in the slope stability analysis. The results of mercury test and absorption (discharge) show that the effect of the unloading interval on the shear characteristics of the undisturbed expansive soil is affected by the coupling effect of microfracture development and intergranular cementation.

Key words: undisturbed expansive soil, unloading, ageing effect, shear strength

中图分类号: 

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