北京细砂土邓肯_张模型参数试验研究.pdf

第卷第期岩石力学与工程学报

年月二、,二二几云二,二越界,

北京细砂土邓肯一张模型参数试验研究

冯卫星‘常绍东胡万毅
,石家庄铁道学院石家庄西南交通大学成都,铁道部第十六工程局北京

摘要从实际工点取土样,通过常规三轴试验,得到了北京地区细砂土的邓肯一张模型参数,所得参数可作为北京地
铁等设计、计算的参考值。
关键词邓肯一张模型,细砂土,参数,试验
分类号

几。主应力差极限,为应变趋于无限大的主应

。—
一前口吉二力差
初始模量
一
邓肯张双曲线模型能较好地反映土体的非线性,
简布通过试验研究在年指出凝
性态,概念清楚,易于理解,在岩土工程和地下工程
聚土和非凝聚土的初始模量都是侧限压力的指数函
。,
的数值分析中得到广泛应用在作具体数值计算时,
数并可用下式表示
。、
要用到具体的参数值一些文献书籍和资料中给出‘。
一、尸
了一般性的砂土、粘土和黄土等的邓肯一张模型参炭

。,、
数随着北京地铁建设的发展对地铁设计计算和式中尸,大气压无因次基数试验参

,
,—,—,
施工阶段结构分析的要求在提高并且希望分析计数可能小于也可能大于一一无因次
,。
算既不要太复杂又能贴近实际不少学者认为邓肯指数试验参数,一般在之间。

一、
张模型用于地下工程分析计算包括结构分析坑抗剪强度

,
道稳定性分析和围岩应力分析是比较理想的但在工程实践中必须要控制各部位土体的应变。

,一
是北京地区细砂土的邓肯张模型参数尚未见有资对于应变强化的土体,通常认为巧线一应变为

。,
料报道本文在北京地铁王府井车站工点取样通过屈服强度,相应的应力也就称为抗剪强度,或在三轴

,一。
常规三轴试验得到细砂土邓肯张模型参数值试验中称为破坏应力差一,。应力超过抗剪强
度亦即应变超过屈服应变的土体,就认为发生了
一
邓肯张模型塑流。为便于判断发生塑流,引入抗剪强度一
,,并用破坏比,将它与应力差极限,一。相
双曲线应力应变关系联系,即

康得纳和柴拉斯高在一几
年指出,凝聚性土和非凝聚性土的应力应变关系可一,

,,。
以用如下的双曲线方程来表示值小于一般在一之间
峨一
￡库仑摩尔卜准则
一几
冬十一竺上根据库仑一摩尔准则,抗剪强度可以表示为
石‘戈一少
,仇尹
口,
,。一几
式中一主应力差轴应变一初

,——,。
凡—初始模量为双曲线初始点的斜率一式中。尹—土体的粘聚力和内摩擦角

年月日收到初稿,年月日收到修改稿。
作者冯卫星简介男,岁,博士,年毕业于中国人民解放军铁道兵工程学院铁道建筑系铁路隧道专业,现任教授,主要从事地十工程、
岩土工程的教学和科研方面的工作。
岩石力学与工程学报年

。
切线模量对试样加周围压力,并在周围压力下固结
在每个小主应力几为常数的应力应变关系曲线当孔隙水压力的读数接近零时,说明固结完成,记
上,任一点的切线模量为下排水管的读数

,,
一开动马达合上离合器按
浇的剪切应变速率对试样加载。按百分表读数为,

,
对式进行微分并经整理得,,,,,,,,,,

、艺,、
一几一凡,组,召。,,,,
,⋯的间隙记读排水管读
石石‘一少
又,。
一内凡口数和量力环量表读数直到试样破坏为止
将式一代人式,即得由邓肯和张
于年提出的土体非线性模型尸万△

,’,、△一万试件横截面积
左,—,“
外、几一初一〕—
万,人’,下尸一一只一甲一一一一气一下一一一叮甲一一气少令一活塞杆
一一一犷
‘甲一‘甲。,
应力发挥度
在计算中常用应力发挥度也称应力水平来杳
衡量土体强度发挥的程度有机玻瑞策
接排水玻瑞管
一于或孔隙压力装工
叮
,
一压力室
如果,则土体抗剪强度尚未充分发挥试件
,强度恰好发挥,则土体发生塑
。,,一
流值愈大塑流变形愈大但该值不超过接排水玻瑞管
。,八一。或孔隙压力装
切线体积模量

,一,图三轴压缩试验装置
起初邓肯张模型中采用切线泊松比群但后
地劝
来在实际应用中发现不太理想主要是按公式计算出
的群值偏大,继而采用切线体积模量作为计算
试验数据整理
参数
一·’。
炭对试验数据进行整理,可得周围压力几分别为

,,
,。的主应力差一
式中。试验确定的参数
。,。
—,一一与轴应变之间的关系以及轴应变与体积应变
由式和式可以看出邓肯张模型
。,。,
,,二,,,,、。之间的关系见图在本次试验中取峰值主应
具有个参数即左甲兀和二
力差作为试样的抗剪强度。不同周围压力几下的试
样破坏应力值列于表。
参数试验

表细砂土不同围压。下的破坏应力值
试样制备
在施工现场北京地铁王府井车站用自制
一
的取土桶高,直径为的圆柱桶取原状
内一,
细砂土层土样桶,并在现场对取土桶进行密封,
按土的原来上、下方向装箱,由专人负责运回试验
室。
开封取土桶,将土样按原来的方向装入切
。,甲
,,值
土器切制成圆柱形试样将试样