倾斜沉积砂土空心圆柱试样制备方法研究

doi:10.13722/j.cnki.jrme.2022.0102

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摘要受现有土工试验仪器功能的限制，目前仅能实现绕单一应力主轴旋转的应力路径，对应力绕2个及以上应力主轴旋转的研究仍是土力学的空白。从控制试样沉积面旋转和控制应力加载方向2个角度，系统梳理应力方向依赖性的试验研究方法。设计研发倾斜沉积砂土空心圆柱试样的制样装置，在砂雨法制备空心圆柱试样技术的基础上，通过控制电机转速使成样模具整体定速转动，使得砂土颗粒在重力和离心力的作用下沿径向倾斜沉积，进而制得沉积面与水平面夹角为定值的倾斜沉积砂土空心圆柱试样，实现试样沉积面绕的定向旋转。再借助扭剪仪控制应力绕旋转，即可实现对应力的3个大小量和2个方向量的定量控制。采用生石灰–彩砂试制18个沉积面倾斜的试样，对沉积面倾角进行图像分析和统计学分析，结果表明，所制试样的沉积面倾角与理论计算值较为接近，倾角偏差的分布较符合正态分布，倾斜沉积砂土空心圆柱试样制样装置的制样可靠度较高，为进一步揭示岩土材料特殊的力学性质、丰富和完善土力学理论奠定了技术基础。

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关键词 ：土力学, 应力主轴旋转, 应力方向依赖性, 各向异性, 制样装置, 空心圆柱扭剪试验

Abstract：受现有土工试验仪器功能的限制，目前仅能实现绕单一应力主轴旋转的应力路径，对应力绕2个及以上应力主轴旋转的研究仍是土力学的空白。从控制试样沉积面旋转和控制应力加载方向2个角度，系统梳理应力方向依赖性的试验研究方法。设计研发倾斜沉积砂土空心圆柱试样的制样装置，在砂雨法制备空心圆柱试样技术的基础上，通过控制电机转速使成样模具整体定速转动，使得砂土颗粒在重力和离心力的作用下沿径向倾斜沉积，进而制得沉积面与水平面夹角为定值的倾斜沉积砂土空心圆柱试样，实现试样沉积面绕的定向旋转。再借助扭剪仪控制应力绕旋转，即可实现对应力的3个大小量和2个方向量的定量控制。采用生石灰–彩砂试制18个沉积面倾斜的试样，对沉积面倾角进行图像分析和统计学分析，结果表明，所制试样的沉积面倾角与理论计算值较为接近，倾角偏差的分布较符合正态分布，倾斜沉积砂土空心圆柱试样制样装置的制样可靠度较高，为进一步揭示岩土材料特殊的力学性质、丰富和完善土力学理论奠定了技术基础。

Key words：土力学应力主轴旋转应力方向依赖性各向异性制样装置空心圆柱扭剪试验

引用本文:

董彤1，2，刘超3，房雨雨1，王玉豪1，安永宁4. 倾斜沉积砂土空心圆柱试样制备方法研究[J]. 岩石力学与工程学报, 2022, 41(S2): 3551-3558.
DONG Tong1，2，LIU Chao3，FANG Yuyu1，WANG Yuhao1，AN Yongning4. Preparation method of hollow cylindrical sample of inclined sedimentary sand. , 2022, 41(S2): 3551-3558.

链接本文:

http://rockmech.whrsm.ac.cn/CN/10.13722/j.cnki.jrme.2022.0102 或 http://rockmech.whrsm.ac.cn/CN/Y2022/V41/IS2/3551

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