主应力方向和偏应力比对TJ-1模拟月壤各向异性的影响

›› 2013, Vol. 34 ›› Issue (1): 6-12.

主应力方向和偏应力比对TJ-1模拟月壤各向异性的影响

蒋明镜^{1, 2}，李立青^{1, 2, 3}，刘芳^{1, 2}，苏佳兴^{1, 2}

1. 同济大学岩土及地下工程教育部重点实验室，上海 200092；2. 同济大学地下建筑与工程系，上海 200092； 3. 河南省交通科学技术研究院有限公司，郑州 450006

收稿日期:2011-09-13 出版日期:2013-01-10 发布日期:2013-01-10
作者简介:蒋明镜，男，1965年生，教授，博士生导师，国家杰出青年基金获得者，日本JSPS外籍研究员，加拿大和英国两站的岩土工程出站博士后，主要从事天然结构性黏土、砂土、非饱和土、太空土、深海能源土的宏微观试验、本构模型和数值分析以及土体逐渐破坏分析方面的研究。
基金资助:
国家杰出青年基金(No. 51025932)；国家自然科学基金(No. 10972158，No. 51179128)；上海市优秀学术带头人计划(No. 11XD1405200)。

Effects of principal stress direction and deviatoric stress ratio on anisotropy of TJ-1 lunar soil simulant

JIANG Ming-jing^{1, 2}，LI Li-qing^{1, 2, 3}，LIU Fang^{1, 2}，SU Jia-xing^{1, 2}

1. Key Laboratory of Geotechnical and Underground Engineering of Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 200092, China; 2. Department of Geotechnical Engineering, Tongji University, Shanghai 200092, China; 3. Henan Transportation Research Institute Co., Ltd., Zhengzhou 450006, China

Received:2011-09-13 Online:2013-01-10 Published:2013-01-10

摘要/Abstract

摘要： 采用空心圆柱扭剪仪对干燥TJ-1模拟月壤试样进行了应力主轴固定的定向剪切试验及不同偏应力比时主应力方向的纯旋转试验。从应力-应变关系角度出发，研究主应力方向、偏应力比对其各向异性的影响，并探讨了上述因素对TJ-1模拟月壤非共轴性的影响。试验结果表明：主应力方向和偏应力比对TJ-1模拟月壤的各向异性均有显著影响；应力主轴旋转引起的非共轴现象比定向剪切时明显，且偏应力比较小时非共轴角随应力主轴旋转呈先减小后增加的趋势，偏应力比较大时非共轴角一直减小直至试样破坏时非共轴现象消失。上述成果可弥补干砂试样非共轴领域的研究空白，并可望为将来月球上基础设施的修建提供技术支持。

关键词: TJ-1模拟月壤, 主应力方向, 偏应力比, 各向异性, 非共轴

Abstract: The hollow cylinder apparatus at Tongji University was used to conduct the torsional shear test on the dry TJ-1 lunar soil simulant by applying fixed and rotated principal stress axes. In the perspective of the stress-strain response, the investigation is focused on the effect of the principal stress direction and the deviatoric stress ratio on the anisotropy of the dry TJ-1 lunar soil simulant. In addition, their impact on the non-coaxiality of the specimen is also further explored. The test results indicate that the principal stress direction and the deviatoric stress ratio significantly affect the anisotropic behavior of the TJ-1 lunar soil simulant. The non-coaxiality observed in the torsional test with rotated principal stress direction is more remarkable than that in the tosional test with fixed principal stress direction. In the test with rotated principal stress direction, the non-coaxial angle decreases and then increases at a small deviatoric stress ratio; while the angle continuously decreases at a high eviatoric stress ratio and diminishes as the specimen failure. This study will help to fill the gap in the research with emphasis on anisotropic behaviors of dry sands; and it also provides necessary theory beneficial to the future development of human infrastructure on the Moon.

Key words: TJ-1 lunar soil simulant, principal stress direction, deviatoric stress ratio, anisotropy, non-coaxiality

中图分类号:

TU 411

蒋明镜李立青，刘芳，苏佳兴 . 主应力方向和偏应力比对TJ-1模拟月壤各向异性的影响[J]. , 2013, 34(1): 6-12.

JIANG Ming-jing ，LI Li-qing ，LIU Fang ，SU Jia-xing . Effects of principal stress direction and deviatoric stress ratio on anisotropy of TJ-1 lunar soil simulant[J]. , 2013, 34(1): 6-12.

参考文献

相关文章 15

[1]	徐杰, 周建, 罗凌晖, 余良贵, . 高岭-蒙脱混合黏土渗透各向异性模型研究[J]. 岩土力学, 2020, 41(2): 469-476.
[2]	范运辉, 朱其志, 倪涛, 张坤, 张振南, . 基于弹性张量离散化的脆延转变本构模型研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(S1): 181-188.
[3]	彭守建, 岳雨晴, 刘义鑫, 许江, . 不同成因结构面各向异性特征及其剪切力学特性[J]. 岩土力学, 2019, 40(9): 3291-3299.
[4]	尹晓萌, 晏鄂川, 王鲁男, 陈利, . 各向异性片岩的微观组构信息定量提取与断面形貌特征分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(7): 2617-2627.
[5]	加瑞, 雷华阳, . 有明黏土各向异性固结特性的试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2231-2238.
[6]	张坤勇, 臧振君, 李威, 文德宝, Charkley Frederick Nai, . 土体三维卸荷弹塑性模型及其试验验证[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1313-1323.
[7]	张玉伟, 翁效林, 宋战平, 谢永利, . 考虑黄土结构性和各向异性的修正剑桥模型[J]. 岩土力学, 2019, 40(3): 1030-1038.
[8]	柯志强, 王环玲, 徐卫亚, 林志南, 吉华, . 含横向节理的柱状节理岩体力学特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(2): 660-667.
[9]	周建, 蔡露, 罗凌晖, 应宏伟, . 各向异性软土基坑抗隆起稳定极限平衡分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(12): 4848-4856.
[10]	田雨, 姚仰平, 路德春, 杜修力, . 基于修正应力法的横观各向同性摩尔-库仑准则及被动土压力公式[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 3945-3950.
[11]	唐洪祥, 韦文成. 耦合强度各向异性与应变软化的边坡稳定有限元分析[J]. 岩土力学, 2019, 40(10): 4092-4100.
[12]	周辉, 程广坦, 朱勇, 张春生, 卢景景, 张传庆, 章颖辉, . 基于3D雕刻技术的岩体结构面剪切各向异性研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 118-126.
[13]	李深圳, 沙鹏, 伍法权, 伍劼. 层状结构岩体变形的各向异性特征分析[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 366-373.
[14]	张坤勇，李威，Charkley Nai Frederick，陈恕,. 小主应力方向加载条件下的掺砾黏土真三轴试验[J]. , 2018, 39(9): 3270-3276.
[15]	杨建民，霍王文，. 渗透性水平向各向异性导致椭圆形地面沉降漏斗的一个性质[J]. , 2018, 39(8): 2960-2976.

Metrics

Viewed

Full text

Abstract

Cited

Shared

Discussed