[發明專利]一種基于單調三軸的潔凈砂和粉砂單調剪切行為檢測方法

有效

• 申請號: 202011623593.9
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112858042B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 陳建綺;潘曉東;潘坤
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G01N3/24
• 分類號: G01N3/24;G01N3/02
• 代理公司: 北京盛詢知識產權代理有限公司 11901
• 代理人: 陳巍

1.一種基于單調三軸的潔凈砂和粉砂單調剪切行為檢測方法，其特征在于，具體包括以下步驟：

S1：對土樣進行測試，并采用濕擊法制備試驗試樣；

S2：所述試驗試樣制備完成后，對其分別通入一定時間的二氧化碳和無氣水，并進行反壓飽和，篩選出滿足飽和度要求的試樣，具體為：

S21：將制備完成后的試樣分別通一定時間的二氧化碳和無氣水以去除試樣中的空氣；

S22：將通完無氣水的試樣進行反壓飽和，并測定孔壓系數B值；

S23：當測定所述孔壓系數B0.98時，認為試樣滿足飽和度要求；

S3：對滿足飽和度要求的試樣進行等向固結，再根據擬實現的初始應力條件進行非等向固結，固結完成后分別在不排水和排水條件下進行單調三軸試驗，獲取試樣單調剪切行為檢測結果，具體為：

S31：滿足飽和度要求后，對飽和后的試樣進行等向固結，設置初始平均有效主應力為p₀'=100kPa，然后根據擬實現的初始應力條件進行非等向固結，直至達到所需的初始靜偏應力q_s；

S32：考慮不同初始靜剪，對固結完成后的試樣進行不排水剪切行為檢測；

S33：考慮不同圍壓，對固結完成后的試樣進行排水剪切行為檢測；

S34：通過在各向同性固結條件下孔隙指標e或Dr對單調特性的比較，采用Dr作為研究指標；

S35：從強度、剛度和臨界狀態的角度對三軸試驗進行觀察，分析比較粉砂與潔凈砂的單調剪切行為特性。

2.根據權利要求1所述的基于單調三軸的潔凈砂和粉砂單調剪切行為檢測方法，其特征在于：

所述土樣包括福建標準砂和粉土；

所述粉土由福建標準砂研磨而成，主要粒徑為2至75μm。

3.根據權利要求2所述的基于單調三軸的潔凈砂和粉砂單調剪切行為檢測方法，其特征在于：

所述試樣包括潔凈砂和粉砂；

所述粉砂為所述福建標準砂和所述粉土分別按9：1的比例混合均勻攪拌而成，細粒含量fc為10%；

所述潔凈砂為所述福建標準砂單獨制成，細粒含量fc為0。

4.根據權利要求3所述的基于單調三軸的潔凈砂和粉砂單調剪切行為檢測方法，其特征在于：

所述潔凈砂和粉砂的基本物性指標是由土工試驗測定的；

所述基本物性指標包括：粒徑分布、平均粒徑、不均勻系數、比重、最大孔隙比、最小孔隙比。

5.根據權利要求1所述的基于單調三軸的潔凈砂和粉砂單調剪切行為檢測方法，其特征在于：所述濕擊法具體為：

步驟1：將所述土樣進行烘干，并將烘干后的土樣按配比要求制成潔凈砂或粉砂，再與無氣水混合攪拌以達到5%的初始成樣含水率；

步驟2：將混合攪拌后的土樣分3層壓實裝入對瓣膜中，并采用欠壓實技術，將中間層定位在目標初始Dr值附近，且連續的上下層分別增大或減小1%；

步驟3：制備直徑為50mm，高度為100mm的三軸試樣。

6.根據權利要求1所述的基于單調三軸的潔凈砂和粉砂單調剪切行為檢測方法，其特征在于：

所述初始應力條件用應力參數表示，即為靜偏應力比=q_s/p₀'；

所述不排水剪切是采用應變控制式三軸壓縮加載模式進行加載，p₀'均為100kPa，加載速率為0.1mm/min；

所述排水剪切是采用應變控制式三軸壓縮加載模式進行加載，加載速率為0.05mm/min。

7.根據權利要求1所述的基于單調三軸的潔凈砂和粉砂單調剪切行為檢測方法，其特征在于：所述不排水剪切行為的研究參數包括：有效應力路徑q-p’、應力應變關系、孔隙水壓力隨應變發展規律、不排水強度和楊氏模量。

8.根據權利要求1所述的基于單調三軸的潔凈砂和粉砂單調剪切行為檢測方法，其特征在于：所述排水剪切行為的研究參數包括：有效應力路徑q-p’、應力應變關系、體變應變關系、楊氏模量隨應變發展規律和臨界狀態。