邱平華

摘 要:本文對(duì)非飽和膨脹土進(jìn)行了一系列的剪切蠕變?cè)囼?yàn)研究,基于試驗(yàn)結(jié)果對(duì)膨脹土的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行了分析。結(jié)果表明:剪切模量隨剪切水平的增加而減小;隨含水量的增加也逐漸減小。相同剪切水平下,粘滯系數(shù)隨豎向應(yīng)力的增加而增加;相同豎向力下,粘滯系數(shù)隨剪切水平的提高而減小。

關(guān)鍵詞:剪切蠕變非飽和膨脹土粘滯系數(shù)

中圖分類號(hào):TU443 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2012)05(b)-0010-01

土的蠕變是指在恒定荷載作用下,土體的變形隨時(shí)間而變化的現(xiàn)象。工程實(shí)踐表明,任何土體都具有蠕變特性。膨脹土的變形可分為彈性變形、塑性變形、粘性變形三部分,其中粘性變形表現(xiàn)為蠕變性狀。因此膨脹土的變形不但與應(yīng)力有關(guān),而且與時(shí)間有關(guān)。隨著時(shí)間的推移,處于膨脹土地區(qū)工程設(shè)施均受到不同程度的破壞,這些與時(shí)間有關(guān)的破壞都是由于膨脹土的蠕變而引起的。因此本課題小組對(duì)膨脹土流變特性進(jìn)行了一系列的研究,并取得很多重要成果。但針對(duì)膨脹土的各個(gè)參數(shù)進(jìn)行分析的文獻(xiàn)至今還不多見(jiàn)。本文基于剪切蠕變?cè)囼?yàn)數(shù)據(jù),對(duì)膨脹土的參數(shù)進(jìn)行了探討,得出了一系列具有指導(dǎo)實(shí)踐意義的結(jié)論。

1 剪切模量

土的剪切模量是評(píng)價(jià)土體性能的指標(biāo)之一,它描述了土骨架在剪切應(yīng)力作用下,土體的粘滯性隨時(shí)間的變化規(guī)律。剪切模量是在剪應(yīng)力-剪應(yīng)變等時(shí)曲線基礎(chǔ)上,按照繪制而成的。膨脹土剪切模量-時(shí)間關(guān)系曲線見(jiàn)圖1和圖2。

由圖1、圖2知,相同豎向力作用下,剪切模量隨時(shí)間增加而減小,隨剪切水平的增加也減小,且其瞬時(shí)剪切模量和七天后的剪切模量都減小;相同豎向力作用下,剪切模量隨含水量的增加而減小,受含水量影響較大。

2 粘滯系數(shù)

粘滯系數(shù)是描述土的蠕變特性的另一個(gè)重要指標(biāo),粘滯系數(shù),則粘滯系數(shù)可以根據(jù)圖3關(guān)系曲線得到,即曲線的斜率。發(fā)現(xiàn)粘滯系數(shù)隨豎向應(yīng)力、剪切應(yīng)力水平和時(shí)間的變化而變化。從圖3可得在同一剪切水平作用下粘滯系數(shù)隨豎向壓力增加而增加,從圖4可得在同一豎向應(yīng)力作用下粘滯系數(shù)隨剪切水平的提高而減小,從圖3、圖4可得粘滯系數(shù)隨時(shí)間增加而增加,而且增加得相當(dāng)大。粘滯系數(shù)變化較大的原因是因?yàn)橥辆哂姓硿?但并不是只有粘滯性,還存在抵抗外荷載變形的彈性和塑性,是三者共同作用的結(jié)果。(如圖3圖4)

3 結(jié)語(yǔ)

本文以非飽和膨脹土為研究對(duì)象,對(duì)非飽和膨脹土的蠕變特性及參數(shù)進(jìn)行了分析,得出了如下結(jié)論:(1)膨脹土具有明顯的非線性流變特性,相同豎向應(yīng)力下,隨著剪應(yīng)力的增加,膨脹土蠕變特性越來(lái)越明顯;隨著含水量的增加,膨脹土的瞬時(shí)變形、蠕變變形也相應(yīng)增加;(2)在相同豎向力下,剪切模量隨時(shí)間的增加逐漸減小,隨剪切水平增加其瞬時(shí)模量和七天后的剪切模量都減小;在不同含水量下,剪切模量隨含水量的增加而減小。(3)粘滯系數(shù)影響因素較多,本文得出粘滯系數(shù)隨豎向應(yīng)力的增加而減小,在應(yīng)力水平較低情況下粘滯系數(shù)隨時(shí)間的增加逐漸增大,并且增加的幅度相當(dāng)大。

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