›› 2015, Vol. 36 ›› Issue (12): 3500-3505.doi: 10.16285/j.rsm.2015.12.021

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

冻融循环下粉砂土应力-应变归一化特性研究

常 丹1,刘建坤1,李 旭1, 2   

  1. 1.北京交通大学 土木建筑工程学院,北京 100044; 2.青海省交通科学研究院 多年冻土地区公路建设与养护技术交通行业重点实验室青海研究观测基地,青海 西宁 810000
  • 收稿日期:2014-05-13 出版日期:2015-12-11 发布日期:2018-06-14
  • 作者简介:常丹,男,1989年生,博士研究生,主要从事路基工程与冻土工程方面的研究工作。
  • 基金资助:

    国家重点基础研究发展计划(973计划)(No. 2012CB026104);国家自然科学基金(No. 51378057,No. 41371081)。

Normalized stress-strain behavior of silty sand under freeze-thaw cycles

CHANG Dan1, LIU Jian-kun1, LI Xu1, 2   

  1. 1. School of Civil Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100044, China; 2. Transportation Industry Laboratory of Highway Construction and Maintenance Technology in Permafrost Regions-Qinghai Research Observation Base, Qinghai Research Institute of Transportation, Xining, Qinghai 810000, China
  • Received:2014-05-13 Online:2015-12-11 Published:2018-06-14
  • Supported by:

    Project supported by the National Program on Key Basic Research Project of China (973 Program) (Grant No. 2012CB026104) and National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 51378057 and 41371081)。

摘要: 为研究粉砂在不同冻融循环下的应力-应变关系特性,进行了粉砂土的不固结不排水三轴剪切试验,试验结果表明:在围压较低时,未冻融及经历较少次冻融循环的粉砂表现出一定的软化性,但软化程度较弱;而经历一定次数的冻融循环后,其逐渐由弱软化型转化成硬化型;在围压较高时,未冻融及冻融以后的粉砂都表现出应变硬化的特征,其应力-应变关系曲线为典型的双曲线。基于Konder双曲线模型,概述了土体应力-应变关系中常见的几种归一化因子及相应的归一化条件。提出了针对冻融循环下粉砂土的应力-应变关系的归一化因子,并给出了相应的归一化条件。基于新的归一化因子,建立了粉砂土在不同围压、不同冻融循环次数下的应力-应变特性的归一化方程,并对应力-应变曲线进行预测,其试验值与拟合值较为接近,预测效果较好。

关键词: 冻融循环, 粉砂土, 应力-应变关系, 应变硬化, 归一化因子

Abstract: The unconsolidated undrained triaxial shear tests are carried out to explore the stress-strain relationship behaviors of unfrozen silty sand under different freeze-thaw cycles. Based on the test results, when the confining pressure is low, both the unfrozen silty sand or the silty sand experiencing fewer freeze-thaw cycles exhibits weak strain softening phenomenon; And stain of silty sand will change from weak stain softening to stain hardening after experiencing a certain number of freeze-thaw cycles. No matter the unfrozen silty or the frozen silty shows strain hardening under a higher confining pressure level, their stress-strain curves are both the typical hyperbola. and the normalization of the stress-strain relationship is vital to study the stress-strain properties. In this paper, four kinds of common normalization factors, which are widely adopted for unfrozen soil to study stress-strain characteristics as well as the corresponding normalized conditions, are introduced. Based on the normalization factors above, a new normalized factor is proposed to analyze the stress-strain relation of soils under freeze-thaw cycles and the normalized conditions are defined. A new normalized stress-strain equation is established to predict the stress-strain curve of silty sand under freeze-thaw cycles and confining pressures. Comparison of the prediction and test results shows that the established predict model can consider the influences of freeze-thaw cycles and has better fitting and prediction accuracy.

Key words: freeze-thaw cycle, silty sand, stress-strain relationship, strain hardening, normalized factor

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