轻量砂变形及强度特性三轴试验研究

摘要：

通过三轴试验系统研究了新型土工材料——轻量砂的变形及强度特性.结果表明,不同的配比、龄期使轻量砂具有不同的原生结构强度,围压使不同原生结构强度的土样处于剪胀或剪缩状态,导致发生应变硬化、应变软化以及相应状态下孔压的3种对应形态变化.变形模量随EPS(发泡聚苯乙烯)球粒掺入比的增大而线性减小,随水泥掺入比、龄期增大而线性增大,相同配比的土样变形模最与围压关系不大；三轴抗压强度随EPS球粒掺入比增大而呈负指数关系减小,随水泥掺入比、龄期、围压增大而线性增大,存在水泥掺入比阀值;土骨架转换效应对于土样强度的影响很大,造成了土体单轴、三轴抗压强度分带,高水泥掺入比能够大大弱化EPS颗粒的土骨架效应.结合前人成果,系统地研究了轻量砂密度、无侧限抗压强度的影响因素,引入材料学中比强的概念,提出了单价比强图结合配方公式的方法,对轻量土砂进行配方优化.分析了轻量土砂应力-应变关系转型问题,提出采用无侧限抗压强度来表征不同配比、龄期轻量土砂的原生结构强度.通过试验与数理统计,建立临界围压与原生结构强度的关系,为数值模拟计算与建立本构模型奠定了基础.

关键词：轻量砂、变形模量、抗压强度、应力-应变关系转型、原生结构强度、比强

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分类号：TU411.3(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金资助项目40572152;生物地质与环境地质教育部重点实验室开放基金资助项目BGEGF200814

在线出版日期：2012-02-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：2989-2997