岩土力学 ›› 2025, Vol. 46 ›› Issue (7): 2071-2084.doi: 10.16285/j.rsm.2024.1265CSTR: 32223.14.j.rsm.2024.1265
曹祎1, 2, 3,荣传新2, 3,王衍森1,常磊2, 3,王彬2, 3
CAO Yi1, 2, 3, RONG Chuan-xin2, 3, WANG Yan-sen1, CHANG Lei2, 3, WANG Bin2, 3
摘要: 两淮矿区广泛分布着钙质黏土层,其具有冰点低、冻胀性强、遇水易崩解、强度低等特点,对冻结法施工提出了严峻挑战。为探究冻结钙质黏土在复杂应力路径下的力学响应,通过ZSZ-2000冻土真三轴试验平台,开展了不同围压、温度、含水率和中主应力系数条件下的真三轴压缩试验,分析了冻结钙质黏土在其影响下的强度和变形特性。试验结果表明:冻结钙质黏土强度与中主应力系数b 和围压呈现出良好的二次函数关系,与温度呈负相关,与含水率呈正相关。随着含水率的增加,其破坏强度的增长速率逐渐降低。破坏强度受中主应力效应和围压效应的共同控制,均表现出明显的强化-弱化双重作用,并存在临界中主应力系数bc=0.75,临界围压σ3c =3 MPa。随着围压的增大,体应变由先剪缩后剪胀逐渐转变为纯剪缩的特性,且随着b 值的增大,试样峰值体应变逐渐变大。基于试验结果,建立了考虑温度、含水率和中主应力系数影响的改进邓肯-张模型,并验证模型的可靠性。研究结果可为冻结壁设计优化和深部冻结法凿井提供理论依据。
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