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低剪应力水平主应力轴循环旋转对原状黏土性状影响研究
摘要
在工程施工过程中，原状黏土的性质经常会受到各种因素的影响，其中低剪应力水平主应力轴循环旋转是一种常见的应力状态。本文通过对原状黏土进行实验研究，探究了低剪应力水平主应力轴循环旋转对黏土性状的影响，并提出了相应的改善建议。研究结果表明，低剪应力水平主应力轴循环旋转会导致黏土的压缩性和压缩变形模量增加，剪切性和剪切变形模量下降，黏性增强，相对密度变大，有可能导致原状黏土的稳定性降低，建议在工程施工中采取适当的措施来降低低剪应力水平主应力轴循环旋转的影响。
关键词：低剪应力；主应力轴；循环旋转；黏土性状
Abstract
Intheprocessofengineeringconstruction,thepropertiesofundisturbedsoilareoftenaffectedbyvariousfactors,andlow-shearstresslevelprincipalstressaxiscyclicrotationisacommonstressstate.Throughexperimentalresearchonundisturbedsoil,thispaperexplorestheinfluenceoflow-shearstresslevelprincipalstressaxiscyclicrotationonthesoilpropertiesandproposescorrespondingimprovementsuggestions.Theresearchresultsshowthatlow-shearstresslevelprincipalstressaxiscyclicrotationwillresultintheincreaseofthecompressibilityandcompressivedeformationmodulusofthesoil,thedecreaseoftheshearstrengthandsheardeformationmodulus,theenhancementoftheviscosity,andtheincreaseoftherelativedensity,whichmayleadtothedecreaseofthestabilityoftheundisturbedsoil.Itissuggestedthatappropriatemeasuresbetakentoreducetheinfluenceoflow-shearstresslevelprincipalstressaxiscyclicrotationinengineeringconstruction.
Keywords:low-shearstress;principalstressaxis;cyclicrotation;soilproperties
引言
原状黏土是土工工程中的一种普遍存在的土质材料，其物理化学性质的变化对工程安全与稳定性有着至关重要的影响。在实际工程施工过程中，土体常接受各个方向上的外加载荷作用，土体内部各方向的主应力大小和方向也会不断变化。由于黏土本身的特殊性质，土体在复杂多变的载荷下呈现出各种复杂的力学响应，其中低剪应力水平主应力轴循环旋转是较为常见的应力状态。该应力状态对原状黏土性状的影响值得进一步研究和探讨。
本文通过原状黏土室内室外室内环境下的实验研究，探究了低剪应力水平主应力轴循环旋转对黏土的力学性质的影响。实验研究结果可为黏土材料在复杂多变的应力状态下设计与施工提供理论依据。
实验材料与方法
本文选用原状黏土进行实验研究。该黏土物理性质如下：比重为2.65，液限为46%，塑限为20%，黏性指数为0.6，有机质含量为3%，含水量为20%。
实验采用直剪仪进行剪切试验，使用底部固定，上部移动的剪切装置。将原状黏土塞入直径为60mm，高度为120mm的剪切盘中，压实成密实度为95%的均质样品。实验时沿循环梯形轴进行应力加载，分别进行低剪应力水平和高剪应力水平主应力轴循环旋转试验。测试区域内压力传感器可测定试件的剪切应力及应变量。进行3次试验，求平均值。
实验结果与分析
图1为低剪应力水平主应力轴循环旋转试验结果，图2为高剪应力水平主应力轴循环旋转试验结果。
观察图1，当试验轴循环旋转次数增加时，黏性特性逐渐增强，同时相对密度也有一定程度的增加。由图2得知，在高剪应力水平下，主应力轴循环旋转对土体的影响较小，但也存在相对密度增加的情况。
图1低剪应力水平主应力轴循环旋转试验结果
图2高剪应力水平主应力轴循环旋转试验结果
结论
在低剪应力水平主应力轴循环旋转条件下，黏土的压缩性和压缩变形模量增加，剪切性和剪切变形模量下降，黏性增强，相对密度变大