岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (2): 433-441.doi: 10.16285/j.rsm.2022.0447

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

平面应变下原状黄土的剪切带研究

赵凯1，邵帅1, 2，邵生俊1, 2，魏军政3，张少英1，张玉4   

  1. 1. 西安理工大学 岩土工程研究所，陕西 西安 710048；2. 西安理工大学 陕西省黄土力学与工程重点实验室，陕西 西安 710048； 3. 中铁第一勘察设计院集团有限公司，陕西 西安 710043；4. 西安工业大学 建筑工程学院，陕西 西安 710021
  • 收稿日期:2022-04-06 接受日期:2022-05-13 出版日期:2023-02-10 发布日期:2023-02-17
  • 通讯作者: 邵帅，男，1991年生，博士，讲师，从事土动力学与黄土力学等方面的研究。E-mail:shaoshuai@xaut.edu.cn E-mail:zhaokai199711@163.com
  • 作者简介:赵凯，男，1997年生，硕士研究生，主要从事黄土力学与工程方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金（No. 52108342）；陕西省自然科学基础研究计划-引汉济渭联合基金项目（No. 2019JLP-21，No. 2019JLZ-13）；西安理工大学博士启动金（No. 107-451122001）；陕西省水利科技计划项目（No. 432021019）。

Study on shear bands of undisturbed loess under plane strain

ZHAO Kai1, SHAO Shuai1, 2, SHAO Sheng-jun1, 2, WEI Jun-zheng3, ZHANG Shao-ying1, ZHANG Yu4   

  1. 1. Institute of Geotechnical Engineering, Xi’an University of Technology, Xi’an, Shaanxi 710048, China; 2. Shaanxi Key Laboratory of Loess Mechanics and Engineering, Xi’an University of Technology, Xi’an, Shaanxi 710048, China; 3. China Railway First Survey and Design Institute Group Co., Ltd., Xi’an, Shaanxi 710043, China; 4. Civil and Architecture Engineering, Xi’an Technological University, Xi’an, Shaanxi 710021, China
  • Received:2022-04-06 Accepted:2022-05-13 Online:2023-02-10 Published:2023-02-17
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (52108342), the Basic Rearch Program of Natural Science in Shaanxi Province-Han-Wei Joint Found Project (2019JLP-21, 2019JLZ-13), the Doctoral Initial Funding of Xi’an University of Technology (107-451122001) and the Shaanxi Water Science and Technology Program Project (432021019).

PDF (Chinese)

191

摘要： 针对黄土地区工程建设中的平面应变问题，使用改进的西安理工大学真三轴仪进行了不同侧向固结压力、不同含水率下原状黄土的平面应变剪切试验，得出了剪切破坏时剪切带倾角试验值，根据应力-应变关系曲线求出了剪切带倾角的Mohr-Coulomb、Roscoe理论解，分析了相应控制因素下原状黄土强度、剪切带破坏模式与倾角的变化。结果表明：应力-应变曲线随含水率、侧向固结压力的增大从原生软化型向次生硬化型转变；剪切带破坏模式随侧向固结压力的增大依次呈现单一剪切带、锥型剪切带和X型剪切带；随着含水率的增大，黏聚力、内摩擦角减小导致Mohr-Coulomb剪切带倾角减小，剪胀作用增强导致Roscoe剪切带倾角增大；随侧向固结压力增大，动内摩擦角增大及剪胀作用增强，导致Mohr-Coulomb、Roscoe剪切带倾角增大。

关键词: 平面应变试验, 黄土, 应力-应变关系, Mohr-Coulomb剪切带, Roscoe剪切带

Abstract:

For the plane strain problem of engineering construction in loess area, the plane strain shear tests on intact loess under different lateral consolidation pressures and moisture contents were carried out by using the transformational true triaxial apparatus of Xi’an University of Technology. The experimental measurements of angle of inclination for shear band at shear failure were obtained. The Mohr-Coulomb and Roscoe solutions to angle of inclination for shear band of were derived from the stress-strain curve. The changes of intact loess strength, failure mode and angle of inclination for shear band were analyzed. The study results show that the stress-strain curve vary from primary softening type to secondary hardening type wih the development of new structure when the water content and lateral consolidation pressure increase. The failure modes of shear band present single line-shaped, cone-shaped and X-shaped as the increase of lateral consolidation pressure. Along wih the increase of moisture content, decrease in the cohesion, internal friction angle leads to reduce the angle of inclination for shear band of Mohr-coulomb solution, while the enhanced dilatancy rising the Roscoe solution. With the increase of lateral consolidation pressure, both the dynamic internal friction angle and the dilatancy are increase, resulting in shear band inclination angles of Mohr-Coulomb and Roscoe solution increase.

Key words: plane strain test, loess, stress-strain relationship, Mohr-Coulomb shear band, Roscoe shear band

中图分类号: 

  • TU 444
[1] 王泽驰, 邵帅, 魏军政, 邵生俊, 沈晓钧, 吴昊, . 考虑中主应力变化的原状黄土变形特性研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(3): 854-860.
[2] 许健, 周立阳, 胡科, 李彦锋, 武智鹏, . 受振动荷载扰动裂隙性黄土单轴压缩力学行为研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(1): 171-182.
[3] 韩佳明, 董照, 苏三庆, 马鑫, 李冠兵, . 均质非饱和边坡降雨入渗解析解及在黄土边坡的应用[J]. 岩土力学, 2023, 44(1): 241-250.
[4] 刘德仁, 安政山, 徐硕昌, 王旭, 张转军, 金芯, 张严, . 靖远地区大厚度黄土地基浸水湿陷过程及土中竖向应力特征试验研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(1): 268-278.
[5] 刘宽, 叶万军, 高海军, 董琪, . 酸碱污染黄土抗剪强度演化规律及微观机制[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 1-12.
[6] 潘振辉, 肖涛, 李萍, . 压实度与制样含水率对压实黄土微结 构及水力特性的影响[J]. 岩土力学, 2022, 43(S1): 357-366.
[7] 金鑫, 王铁行, 郝延周, 赵再昆, 张亮, 张猛, . 桩间黄土卸荷湿陷过程中卸荷量计算方法初探[J]. 岩土力学, 2022, 43(9): 2399-2409.
[8] 王海曼, 倪万魁, 刘魁, . 延安压实黄土土−水特征曲线的快速预测方法[J]. 岩土力学, 2022, 43(7): 1845-1853.
[9] 康孝森, 廖红建, 黄强兵, 霍秉尧, . 结构性黄土的临界压力比及其边界面 塑性本构模型预测[J]. 岩土力学, 2022, 43(6): 1469-1480.
[10] 陈锐, 张星, 郝若愚, 包卫星. 干湿循环下地聚合物固化黄土强度 劣化机制与模型研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(5): 1164-1174.
[11] 王海曼, 倪万魁. 不同干密度压实黄土的饱和/非饱和渗透 系数预测模型[J]. 岩土力学, 2022, 43(3): 729-736.
[12] 侯乐乐, 翁效林, 李 林, 周容名, . 考虑含水率影响的结构性黄土临界状态模型[J]. 岩土力学, 2022, 43(3): 737-748.
[13] 高常辉, 杜广印, 刘松玉, 庄仲旬, 杨泳, 何欢, . 深层振动密实对湿陷性黄土层水平应力变化的影响[J]. 岩土力学, 2022, 43(2): 519-527.
[14] 蒋小虎, 黄跃廷, 胡海军, 陈铄, 陈锐, 王崇华, 汪慧, 康顺祥, . 基于原位双环、试坑浸水试验和数值模拟反演的Q3黄土饱和渗透系数对比研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(11): 2941-2951.
[15] 许健, 武智鹏, 陈辉, . 干湿循环效应下玄武岩纤维加筋黄土 三轴剪切力学行为研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(1): 28-36.
Viewed
Full text


Abstract

Cited
  Shared   
  Discussed   
[1] 姚仰平，侯 伟. 土的基本力学特性及其弹塑性描述[J]. , 2009, 30(10): 2881 -2902 .
[2] 徐金明,羌培,张鹏飞. 粉质黏土图像的纹理特征分析[J]. , 2009, 30(10): 2903 -2907 .
[3] 向天兵，冯夏庭，陈炳瑞，江 权，张传庆. 三向应力状态下单结构面岩石试样破坏机制与真三轴试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2908 -2916 .
[4] 石玉玲，门玉明，彭建兵，黄强兵，刘洪佳. 地裂缝对不同结构形式桥梁桥面的破坏试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2917 -2922 .
[5] 夏栋舟，何益斌，刘建华. 土-结构动力相互作用体系阻尼及地震反应分析[J]. , 2009, 30(10): 2923 -2928 .
[6] 徐速超，冯夏庭，陈炳瑞. 矽卡岩单轴循环加卸载试验及声发射特性研究[J]. , 2009, 30(10): 2929 -2934 .
[7] 张力霆，齐清兰，魏静，霍倩，周国斌. 淤填黏土固结过程中孔隙比的变化规律[J]. , 2009, 30(10): 2935 -2939 .
[8] 张其一. 复合加载模式下地基失效机制研究[J]. , 2009, 30(10): 2940 -2944 .
[9] 易 俊，姜永东，鲜学福，罗 云，张 瑜. 声场促进煤层气渗流的应力-温度-渗流压力场的流固动态耦合模型[J]. , 2009, 30(10): 2945 -2949 .
[10] 陶干强，杨仕教，任凤玉. 崩落矿岩散粒体流动性能试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2950 -2954 .
版权所有 © 《岩土力学》编辑部
地址：湖北武汉武昌小洪山中国科学院武汉岩土力学研究所(430071)　邮编：200042　电话：027-87198484, 87199252, 87199253, 87198752　E-mail: ytlx@whrsm.ac.cn
本系统由北京玛格泰克科技发展有限公司设计开发