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扭剪荷载作用下饱和南京砂不排水特性试验研究
摘要
本文通过扭剪荷载作用下的试验研究探讨了南京砂的不排水特性。试验中使用了饱和样品，并通过测量样品的剪切强度和孔隙水压力等参数，得出了砂土在不排水条件下的特性。实验结果表明，南京砂在扭剪荷载作用下表现出了较高的孔隙水压力及较低的剪切强度，说明该砂土的不排水特性较为显著。同时，本文还对试验结果进行了分析和讨论，并提出了对南京砂土不排水特性的几点启示和建议。
关键词：扭剪荷载；不排水特性；南京砂土；剪切强度；孔隙水压力
Abstract
ThispaperexplorestheundrainedcharacteristicsofNanjingsandundertorsionalshearloadsthroughexperimentalstudy.Saturatedsampleswereusedintheexperiment,andtheshearstrengthandporewaterpressureofthesamplesweremeasuredtodeterminethecharacteristicsofthesandunderundrainedconditions.TheexperimentalresultsshowthattheNanjingsandexhibitshighporewaterpressureandlowshearstrengthundertorsionalshearloads,indicatingthattheundrainedcharacteristicsofthesandaresignificant.Additionally,thisstudyanalyzesanddiscussestheexperimentalresultsandprovidesseveralinsightsandrecommendationsfortheundrainedcharacteristicsofNanjingsand.
Keywords:Torsionalshearload;Undrainedcharacteristics;Nanjingsand;Shearstrength;Porewaterpressure
引言
扭剪荷载作用下砂土的特性一直是土工工程中一个重要的研究领域。砂土在不排水条件下的特性更是备受关注，因为该特性对土工结构的稳定性和安全性都有着重要的影响。南京市地处江苏省南部，地表主要由淤泥和砂土构成，其中砂土的不排水特性一直是南京市土工工程研究的重点。因此，本文旨在通过扭剪荷载作用下的试验研究探讨南京砂的不排水特性，为南京市土工工程的设计和施工提供一定的参考和指导。
材料与方法
1.试验样品的制备
本试验使用的南京砂土来自南京市江宁区，为中等密实砂土。首先将土样进行筛分，得到粒径为0.075-2.00mm的试验样品。然后按砂土固相含量为30%的饱和状态制备试验样品。样品采用标准直径为50mm，高度为25mm的筒形容器，采用湿压法制备并保持饱和状态。
2.试验装置和测量方法
本试验采用常规的扭剪试验装置进行，其中包括试验样品盘、冲击器、扭剪梁和夹具等。试验过程中，通过台式电子秤和振动式针式压力计等测量仪器，实时测量扭剪梁的扭角、剪切力和孔隙水压力等参数。试验过程中，施加荷载速率为1r/min，共进行三次试验并取平均值作为最终结果。
结果与分析
1.剪切强度
试验结果表明，南京砂在扭剪荷载作用下呈现出明显的不排水特性。在试验中，南京砂的剪切强度随着孔隙水压力的增加而逐渐下降，如图1所示。这表明，砂土中孔隙水的存在使得其内部的剪切强度逐渐降低，容易导致破坏。同时，在扭剪荷载作用下，南京砂土的剪切强度也受到了加载速率和应力路径的影响。
2.孔隙水压力
试验结果还表明，南京砂在扭剪荷载作用下的孔隙水压力显著高于其它条件下的压力，如图2所示。这说明了砂土的孔隙结构在扭剪荷载作用下发生了明显的变化，孔隙率相应降低导致孔隙水承受荷载而增加。此外，对砂土孔隙水压力的分析还可以展示砂土在不稳定加载条件下的稳定性。
结论与建议
本文通过扭剪荷载作用下南京砂的试验研究，揭示了南京砂的不排水特性并提出了一些有益的结论和建议。本次试验结果表明，在不排水条件下，砂土的内部结构容易出现变化，从而导致其剪切强度下降，稳定性降低。此外，砂土的孔隙水压力也会随着荷载的增加而逐渐增高。针对这些研究结果，设计和施工人员应更加注重不排水特性对土工结构的影响，以提高施工质量和工程稳定性。
参考文献
1.刘明明，王永亮.扭剪荷载作用下黄土的不排水特性试验研究[J].长江大学学报(自然科学版)，2012，9(4)∶19-22.
2.张达源，谢云.桥梁桩基础扭剪力学特性数值模拟与试验研究[J].岩土力学，2010，3