黃土穩(wěn)定孔隙比原理及實驗研究(完整版)
【正文】 充分擾動飽和黃土試樣。圖1 原狀黃土的固結系數(shù)與壓力關系曲線圖2 人工制備黃土的固結系數(shù)與壓力關系曲線從原狀黃土、原狀飽和黃土、充分擾動飽和黃土在不同固結壓力與固結系數(shù)的關系中可以發(fā)現(xiàn)，在壓力低于結構強度時(其結構強度分別為500kPa、49kPa)，固結系數(shù)值較高且都基本接近一常數(shù)；當固結壓力接近結構強度時，固結系數(shù)急劇降低，最后都趨近于各自擾動飽和樣的固結系數(shù)值，而充分擾動飽和黃土的固結系數(shù)在各級壓力基本為一常數(shù)。這說明充分擾動飽和黃土也滿足穩(wěn)定孔隙比和穩(wěn)定狀態(tài)原理，這一唯一性原理最早由Rendulic提出，并由Henkel完整地表述過[7]，即充分擾動飽和黃土的孔隙比與有效應力狀態(tài)之間存在唯一關系，可表示為圖3 充分擾動飽和黃土的應力應變關系曲線圖4 充分擾動飽和黃土體應變與軸向應變關系曲線es=e1cclog(σ′m/σ′m1cd/log2log{1+(η/ηf)2}(1)式中：σ′m=1/3(σ′1+σ′2+σ′3)。不難想到，欠壓縮狀態(tài)和超壓縮狀態(tài)的概念實際上是土力學發(fā)展早期針對一維固結狀態(tài)的欠固結狀態(tài)和超固結狀態(tài)的推廣[1]。按照剪縮系數(shù)cd為等向壓縮狀態(tài)到破壞狀態(tài)所引起的孔隙比減小量，當采用橢圓屈服面模型時，剪縮系數(shù)cd=(cccs)log2。σs=1/[(σ′1σ′2)2+(σ′2σ′3)2+(σ′3σ′1)2]1/2(2)式中：es為穩(wěn)定孔隙比；e1為初始孔隙比；cc是壓縮指數(shù)；cd可以稱為剪縮系數(shù)，其含義為由等向壓縮狀態(tài)(η=0)到破壞狀態(tài)(η=ηf)所引起的孔隙比減小量。從中可以發(fā)現(xiàn)，在小圍壓和大圍壓情況下，它們的應力應變關系都表現(xiàn)為硬化型，體積應變隨著周圍固結壓力和軸向應力的增加而增大。試驗對
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