粗粒料静止侧压力系数及其变形特性试验

朱俊高; 蒯青青; 王思睿; 褚福永

doi:10.15961/j.jsuese.202200082

工程科学与技术 ›› 2023, Vol. 55 ›› Issue (04) : 162 -168. DOI: 10.15961/j.jsuese.202200082

粗粒料静止侧压力系数及其变形特性试验

朱俊高, 蒯青青, 王思睿, 褚福永

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摘要

土体的静止侧压力系数K₀是其重要的力学参数之一，合理地确定土体的K₀系数对土工结构应力变形的准确计算有重要的理论意义与实用价值。然而，准确测量土体的K₀系数并不容易，对粗颗粒土则更加困难。目前，能研究粗颗粒土K₀的试验仪器极少，对K₀系数的研究成果相应地也很少，而关于粗颗粒土在不同初始孔隙比下K₀系数的变化规律的研究几乎空白。为研究粗颗粒土的静止侧压力系数在不同初始孔隙比下的变化规律，研制了一种新型K₀试验仪。该仪器既能用于测定粗颗粒土的K₀系数，也可用于一般黏土或砂土K₀的测定，且可用于高应力条件下。对某级配粗粒料进行了不同初始孔隙比状态下的K₀压缩试验。试验粗颗粒土的母岩为似斑花岗岩，颗粒粒径范围<20 mm。试样高度为8 cm，直径为10 cm，初始孔隙比为0.3、0.4、0.5、0.6，试验最大竖向压力为3.7 MPa。结果表明：当对试验粗粒料在K₀状态下加载时，侧向应力与竖向应力之间呈现较好的线性关系，K₀为常数。初始孔隙比为0.3、0.4、0.5、0.6时，K₀的范围为0.30～0.45，孔隙比对K₀系数的影响显著；粗粒料的静止侧压力系数随着初始孔隙比的增加而增加，且两者之间近似呈直线关系；不同初始孔隙比条件下，试样的体积应变与平均正应力（或竖向应力）之间可用幂函数拟合；提出能够反映不同初始孔隙比的粗粒料K₀条件下的应力应变关系经验公式。