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侧向卸荷条件下软土典型力学特性试验研究
摘要
本文通过现场侧向荷载试验和室内试验研究了软土的典型力学特性。在现场侧向荷载试验中，采用了4个不同侧向位移速度和不同荷载水平进行测试，并记录了侧向位移、侧向荷载和土体应变随时间的变化。在室内试验中，通过单轴压缩试验和剪切试验分别测定了土样的固结性和剪切性能。试验结果表明，软土在侧向荷载作用下存在明显的应力-应变非线性和体积收缩效应。同时，在固结和剪切试验中，土样的强度和刚度均随荷载增加而增大。最后，本文对软土力学特性的试验结果进行了分析和讨论，为软土的工程应用提供了参考依据。
关键词：软土；侧向荷载；单轴压缩试验；剪切试验；力学特性
Abstract
Thispaperstudiedthetypicalmechanicalcharacteristicsofsoftsoilthroughtheon-sitelateralloadtestandlaboratorytests.Intheon-sitelateralloadtest,fourdifferentlateraldisplacementspeedsanddifferentloadlevelswereusedforthetest,andthelateraldisplacement,lateralload,andsoilstrainwererecordedwithtime.Inthelaboratorytest,theconsolidationandshearbehaviorofthesoilsampleweredeterminedbyuniaxialcompressionandsheartests,respectively.Thetestresultsshowedthatthesoftsoilhasobviousstress-strainnonlinearityandvolumeshrinkageeffectunderlateralload.Atthesametime,intheconsolidationandsheartests,thestrengthandstiffnessofthesoilsampleincreasedwiththeincreaseofload.Finally,thispaperanalyzedanddiscussedthetestresultsofthemechanicalcharacteristicsofsoftsoil,providingareferencefortheengineeringapplicationofsoftsoil.
Keywords:Softsoil;Lateralload;Uniaxialcompressiontest;Sheartest;Mechanicalcharacteristics
引言
软土在城市基础工程建设中广泛应用，具有良好的压缩性和可变形性。然而，由于软土强度和刚度相对较低，在荷载作用下易产生应力-应变非线性和体积收缩效应。因此，研究软土的力学特性对于保证城市基础工程的安全和稳定性至关重要。本文通过现场侧向荷载试验和室内试验，对软土的力学特性进行了研究。
材料与方法
现场侧向荷载试验
现场侧向荷载试验采用自行研制的荷载施加装置和位移传感器进行。试验采用4个不同侧向位移速度（0.01mm/s、0.1mm/s、1mm/s、10mm/s）和不同荷载水平（0.5kPa、1kPa、1.5kPa、2kPa）进行测试，并记录了侧向位移、侧向荷载和土体应变随时间的变化。
室内试验
室内试验采用标准试验方法进行，分别进行了单轴压缩试验和剪切试验。单轴压缩试验采用标准荷载测试机进行，测定土样的固结性能，并记录了土样的应变与荷载随时间的变化。剪切试验采用直剪试验仪进行，测定土样的剪切强度和剪切刚度，并记录了土样的位移和荷载随时间的变化。
结果与讨论
现场侧向荷载试验结果
如图1所示为侧向荷载试验的侧向位移-时间曲线。可以看出，侧向位移随时间增加而增加，在后期侧向位移速度明显增加。此外，在不同荷载水平下，侧向位移随荷载增大而增加。
图1侧向位移-时间曲线
如图2所示为侧向荷载试验的侧向荷载-时间曲线。可以看出，侧向荷载在前期随时间变化较慢，后期随时间增加而增加，并随荷载水平增加而增大。此外，不同侧向位移速度对侧向荷载的影响不同，侧向位移速度增加，侧向荷载峰值变小。
图2侧向荷载-时间曲线
如图3所示为侧向荷载试验的土体应变-时间曲线。可以看出，土体应变随时间增加呈现典型的S形曲线，也存在荷载水平和位移速度的影响。与侧向荷载相比，土体应变在前期随时间变化较快，在后期呈现收敛趋势。
图3土体应变-时间曲线
室内试验结果
如图4所示为单轴压缩试验的应力-应变曲线。可以看出，随着荷载的增加，土样的应