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).

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301

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] 郅彬, 魏园钧, 王番, 张茜, 刘存利, 任会明, . 冻融循环作用下含Na2SO4盐原状黄土宏观强度与微观结构关联机制研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(S1): 106-120.
[2] 吴子龙, 俞韬, 闫超, 邓永锋, 胡广青, 高宇航, 王璋, 王力, . 陕西黄土重金属污染分析与黄土/膨润土隔离墙处治初探[J]. 岩土力学, 2025, 46(9): 2738-2748.
[3] 张淼, 李林, 郑瀚波, 李盼盼, . 考虑饱和度影响的结构性黄土弹塑性本构模型[J]. 岩土力学, 2025, 46(9): 2816-2824.
[4] 鄂天龙, 崔强, 孙志亮, 冯杨州, 李冰臻, 缪栋, 杨健, 苗田, . 新型短柱斜桩复合基础结构优化与承载机制研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(9): 2955-2966.
[5] 李林, 季良, 叶飞, 李尧, . 非饱和原状结构性黄土水-力耦合弹塑性本构模型[J]. 岩土力学, 2025, 46(8): 2421-2433.
[6] 亢佳伟, 邓国华, 李开超, 王丽琴, . 基于原位浸水试验的黄土软化力学行为研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(6): 1851-1864.
[7] 李林, 张等红, 张淼, 顾晓强, 徐龙飞, . 考虑水-力耦合的桩-非饱和黄土接触面荷载传递模型[J]. 岩土力学, 2025, 46(5): 1343-1355.
[8] 包卫星, 田磊, 吴谦, 黄志明, 张智勇. 伊犁黄土水分入渗特征及其对湿陷变形的影响[J]. 岩土力学, 2025, 46(5): 1379-1391.
[9] 杨校辉, 赵子毅, 郭楠, 钱豹, 朱彦鹏, . 横观各向同性非饱和黄土蠕变特性及沉降预测[J]. 岩土力学, 2025, 46(5): 1489-1500.
[10] 唐先习, 张徐军, 李昊杰, . 钢渣-煤矸石地聚合物固化黄土的力学特性评价与固化原理分析[J]. 岩土力学, 2025, 46(4): 1205-1214.
[11] 裴媛媛, 龙建辉, 郭师苡, 安成纪, 翁杭雨, 张吉宁, . 不同荷载作用下折角式加筋土挡墙应力-应变特征模型试验研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(2): 539-550.
[12] 王泽驰, 邵帅, 邵生俊, 吴昊, 张彬, 张少英. 真三轴力-水路径下原状黄土增湿变形特性研究[J]. 岩土力学, 2025, 46(11): 3451-3461.
[13] 慕焕东, 邓亚虹, 赵勋昌, 何乃楠, 郑龙浩, 何也, . 基于非饱和剪切体变特征的马兰黄土液化评价方法[J]. 岩土力学, 2025, 46(10): 3197-3207.
[14] 王番, 郅彬, 刘恩龙, 王小婵, 邓博团, 李金华, 张辉, . 考虑局部胶结破损热力学行为的结构性黄土二元介质本构模型[J]. 岩土力学, 2025, 46(1): 97-109.
[15] 丁旭升, 张凌凯, 樊培培, . 干湿冻融循环条件下重塑性黄土的强度劣化规律及非线性模型研究[J]. 岩土力学, 2024, 45(S1): 324-336.
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