黄土各向异性特性的试验研究

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在原状黄土和重塑土样中都存在各向异性特性。原状黄土在沉积形成过程中,在水平方向的压缩性高于竖直方向的。原状土体在沉积时所形成的的层状结构性使其具有原生各向异性,而且受力作用后所产生的次生各向异性也是造成重塑试样和原状试样各向异性特性的原因。由于重塑试样在分层压实过程中也会形成层状结构,因此能够通过制备重塑试样来进一步研究黄土的各向异性特性。通过比常规三轴试验仪更能真实的模拟土体受力状态的真三轴试验仪,分别分析了原状黄土和重塑黄土的强度和变形各向异性特性。引用邓肯张(Duncan-Chang)双曲线模型和轴向应变系数比,来对比分析不同条件分别对原状黄土和重塑黄土的各向异性特性的影响。原状试样和重塑试样试验结果表明,不同围压和中主应力比值对各向异性的影响比较显著。围压的增加,会诱导出原状黄土的次生各向异性特性。中主应力比值的增加,使中主应力作用增强,从而使各向异性特显著。但各向异性特性并不会随着中主应力比值的增加而增强。重塑黄土在竖向受大主应力作用时的压缩性要小于侧向的。最后通过侧限压缩试验研究了原状黄土在分别竖向和侧向压缩的变形各向异性。通过对比分析,压缩系数值均在0.1MPa-1~0.5MPa-1之间,试验用土属于中压缩性土,与实际土质一致;原状黄土天然沉积后在固结过程中,上覆土体重力产生的竖向应力大于水平土压力,因此侧向的压缩性大于竖向的压缩性。
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