超固结比影响下饱和黏土力学特性试验研究

doi:10.3969/j.issn.1674-0696.2017.05.12

重庆交通大学学报（自然科学版） ›› 2017, Vol. 36 ›› Issue (5): 64-70.DOI: 10.3969/j.issn.1674-0696.2017.05.12

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超固结比影响下饱和黏土力学特性试验研究

魏松1,2,3，张文进1，肖淑霞1,3，陈清1

（1.合肥工业大学土木与水利工程学院，安徽合肥 230009； 2. 南京水利科学研究院水利部土石坝破坏机理与防控技术重点实验室，江苏南京 210024； 3.重庆交通大学水利水运工程教育部重点实验室，重庆 400074）

收稿日期:2015-10-23 修回日期:2015-11-14 出版日期:2017-05-18 发布日期:2017-05-18
作者简介:魏松（1970—），男，安徽霍邱人，副教授，博士，主要从事岩土工程及水利工程方面的研究。E-mail：910884583@qq.com。通信作者：张文进（1988—），男，山东单县人，硕士研究生，主要从事岩土工程及水利工程方面的研究。E-mail：1275226143@qq.com。
基金资助:
国家自然科学基金项目(51579063)；水利部土石坝破坏机理与防控技术重点实验室开放研究基金项目(YK913005)；重庆交通大学水利水运工程教育部重点实验室暨国家内河航道整治工程技术研究中心开放基金项目(SLK2011B02)

Mechanical Properties of Saturated Clay under Effect of over Consolidation Ratio

WEI Song1, 2, 3, ZHANG Wenjin1, XIAO Shuxia1, 3, CHEN Qing1

(1.School of Civil and Hydraulic Engineering, Hefei University of Technology, Hefei 230009, Anhui, P. R. China; 2.Key Laboratory of Failure Mechanism and Safety Control Techniques of Earth-Rock Dam of the Ministry of Water Resources, Nanjing Hydraulic Research Institute, Nanjing 210024, Jiangsu, P. R. China; 3.Key Laboratory of Hydraulic and Waterway Engineering of the Ministry of Education, Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, P. R. China )

Received:2015-10-23 Revised:2015-11-14 Online:2017-05-18 Published:2017-05-18

摘要/Abstract

摘要： 利用合肥地铁站基坑黏土进行了5种超固结比(OCR)下的原状和重塑饱和土快剪试验，分析了原状土和重塑土在不同OCR下的剪切性状、抗剪强度及强度指标黏聚力(c)和内摩擦角(φ)的变化规律。结果显示：不同OCR原状土多为应变硬化性状，重塑土超固结时多为应变软化、欠固结多呈应变硬化性状；同竖向应力时，重塑土峰值抗剪强度随OCR增加而增大；同OCR时，重塑土峰值抗剪强度随竖向应力增大而增大；同前期固结应力(pc)和OCR时，原状土峰值抗剪强度较重塑土大；重塑土按同OCR求抗剪强度指标时，OCR增大c减小、φ增大；重塑土按同pc求抗剪强度指标时，pc增加c先增大后减小、φ增大；原状土抗剪强度破坏曲线在pc值处呈明显向下弯折性状。

关键词: 岩土工程, 超固结比, 重塑土, 剪切性状, 抗剪强度

Abstract: Quick shear tests were performed on the undisturbed and remolded clay of a subway station foundation-pit in Hefei under 5 over consolidation ratio (OCR) states. The change regulations of the shear behavior, shear strength and strength indexes (cohesion c and internal friction angle φ) of the above soils under different OCR were investigated. The results show that: under different OCR, the undisturbed clay mostly shows strain hardening performance, and the remolded clay mostly shows strain softening performance at over-consolidation state and strain-hardening performance at under-consolidation state. With the same vertical stress, the peak shear strength of remolded clay would increase with the increase of OCR. Under the same OCR, the peak shear strength of remolded clay would increase with the increase of vertical stress. With the same pre-consolidation stress pc and OCR, the peak shear strength of the undisturbed clay was larger than that of the remolded clay. For the remolded clay, when solving shear strength indexes is according to the same OCR samples, with the OCR increase, the value of c will decrease and the value of φ will increase. For the remolded clay, when solving shear strength indexes is according to the same pc samples, with the pc increase, the value of c will increase at first but decrease later, and the value of φ will increase. The undisturbed clay shear strength failure curves show significant bending performance at pc.

Key words: geotechnical engineering, over consolidation ratio (OCR), remolded soil, shear behavior, shear strength

中图分类号:

TU43

魏松1,2,3，张文进1，肖淑霞1,3，陈清1. 超固结比影响下饱和黏土力学特性试验研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2017, 36(5): 64-70.

WEI Song1, 2, 3, ZHANG Wenjin1, XIAO Shuxia1, 3, CHEN Qing1. Mechanical Properties of Saturated Clay under Effect of over Consolidation Ratio[J]. Journal of Chongqing Jiaotong University(Natural Science), 2017, 36(5): 64-70.

参考文献

［1］李剑，陈善雄，姜领发，等．应力历史对重塑红黏土动力特性影响的试验研究［J］．岩土工程学报，2014，36(9)：1657-1665．
LI Jian, CHEN Shanxiong, JIANG Lingfa, et al. Experimental study on influence of stress history on dynamic properties of remolded red clay［J］. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2014, 36(9): 1657-1665.
［2］廖济川．硬粘土抗剪强度的研究现状［J］．岩土工程学报，1990，12(4)：89-99．
LIAO Jichuan. Research progress of shear strength of hard clay［J］. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 1990, 12(4): 89-99.
［3］李新明，孔令伟，郭爱国，等．考虑超固结比和应力速率影响的膨胀土卸荷力学特性研究［J］．岩土力学，2013，34（增刊2）：121-127．
LI Xinming, KONG Lingwei, GUO Aiguo, et al. Effects of over consolidation ratio and stress rate on unloading mechanical behavior of expansive clay［J］. Rock and Soil Mechanics, 2013, 34(Sup 2): 121-127.
［4］张冬梅，黄宏伟．不同应力历史条件下软黏土强度时效特性［J］．同济大学学报(自然科学版)，2008，36(10)：1320-1326．
ZHANG Dongmei, HUANG Hongwei. Time-dependency of undrained behavior of natural soft clay with different pre-shearing stress history based on laboratory test［J］. Journal of Tongji University(Natural Science), 2008, 36(10): 1320-1236.
［5］ ZHU Jungao, YIN Jianhua. Strain-rate-dependent stress-strain behavior of over consolidated Hongkong marine clay［J］. Canadian Geotechnical Journal, 2000, 37(6): 1272-1282.
［6］ SHEAHAN T C, LADD C C, GERMAINE J T. Rate-dependent undrained shear behavior of saturated clay［J］. Journal Geotechnical Engineering, 1996, 122(2): 99-108.
［7］徐舜华，郑刚，石峰，等．基坑开挖正常固结和超固结黏性土的孔压特性研究［J］．岩土工程学报，2008，30(增刊)：159-163．
XU Shunhua, ZHENG Gang, SHI Feng, et al. Pore pressure characteristics of normal and over-consolidated clays due to excavation of foundation pits［J］. Chinese Journal of Geotechnical Engineering, 2008, 30(Sup): 159-163.
［8］ CHANDLER R J. Clay sediments in depositional basin: the geotechnical cycle［J］. Quarterly Journal of Engineering Geology and Hydrogeology, 2000, 33(1): 7-39.
［9］徐连民，祁德庆，高云开．用修正剑桥模型研究超固结土的变形特性［J］．水利学报，2008，39(3)：313-317．
XU Lianmin, QI Deqing, GAO Yunkai. Study on characteristics of over consolidated soils with modified Cam Clay Model［J］.Chinese Journal of Hydraulic Engineering, 2008, 39(3): 313-317.
［10］陈存礼，杨鹏，郭娟．等应力比应力路径下饱和原状黄土的孔压特性［J］．水利学报，2007, 38(8)：907-913．
CHEN Cunli, YANG Peng, GUO Juan. Pore water pressure characteristics of saturated intact loess under constant stress ratio stress paths［J］. Chinese Journal of Hydraulic Engineering, 2007, 38(8): 907-913.
［11］梁燕，谢永利，刘保健．应力路径对黄土固结不排水剪强度的影响［J］．岩土力学，2007，28(2)：364-366．
LIANG Yan, XIE Yongli, LIU Baojian. Influence of stress path on consolidated undrained shear strength of loess［J］. Rock and Soil Mechanics, 2007, 28(2): 364-366.
［12］张荣堂，陈守义．减P路径下饱和软黏土应力应变性状的试验研究［J］．岩土力学，2002，23(5)：612-616．
ZHANG Rongtang, CHEN Shouyi. An experimental study on stress-strain behavior of soft clay along decreasing average normal stress［J］. Rock and Soil Mechanics, 2002, 23(5): 612-616.
［13］江美英，骆亚生，王瑞瑞，等．应力路径对饱和黄土孔压的影响研究［J］．地下空间与工程学报，2010，6(3)：498-502．
JIANG Meiying, LUO Yasheng, WANG Ruirui, et al. Influence of stress path on the pore pressure of saturated loess［J］. Chinese Journal of Underground Space and Engineering, 2010, 6(3): 498-502.
［14］向杰，唐红梅，陈鑫，等．库水位升降过程中土质岸坡地下水变化试验分析［J］．重庆交通大学学报（自然科学版），2014，33(3)：79-85．
XIANG Jie, TANG Hongmei, CHEN Xin, et al. Groundwater variation of soil banks in fluctuation of reservoir water level［J］. Journal of Chongqing Jiaotong University(Natural Science), 2014, 33(3): 79-85.
［15］王俊杰，邓文杰．相对密实度对松散堆积土体强度变形特性的影晌［J］．重庆交通大学学报（自然科学版），2013，32(6)：1186-1189．
WANG Junjie, DENG Wenjie. Effects of relative denseness on shear strength and deformation behaviors of loose deposit［J］. Journal of Chongqing Jiaotong University(Natural Science), 2013, 32(6): 1186- 1189.
［16］杨俊，杨志，张国栋，等．风化砂改良膨胀土膨胀力试验研究［J］．重庆交通大学学报（自然科学版），2014，33(4)：106-109．
YANG Jun, YANG Zhi, ZHANG Guodong, et al. Swelling force of weathered sand of improved expansive soil［J］. Journal of Chongqing Jiaotong University(Natural Science), 2014, 33(4): 106-109.
［17］盛志强，滕延京．考虑应力历史的饱和土抗剪强度测试方法探讨［J］．岩土力学，2014，35(增刊2)：107-113．
SHENG Zhiqiang, TENG Yanjing. Study of test methods of saturated soil shear strength considering effects of stress history［J］. Rock and Soil Mechanics, 2014, 35(Sup 2): 107-113.

[1]	王宗建1,2，李畅1，肖亮2，卢谅2. 加筋黏性土加筋效果的三轴试验研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(07): 99-106.
[2]	王清洲1，孙超1，檀奥龙2，魏连雨1. 膨胀性泥岩重塑土膨胀力试验研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(04): 112-117.
[3]	叶险峰，韩以江，祝敕捷，程雍. 基于改进变权-TOPISIS的锚固边坡失稳风险评估[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2021, 40(02): 108-115.
[4]	张霄，尹占超，刘啸，段崇豪，郝彭帅. 综合物探法在运营岩溶隧道病害探查中的应用[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(10): 60-66.
[5]	何叶1,2，赵明阶1，汪魁1，吉跃辉1. 基于电阻率试验的真空饱水-干燥循环砂岩性能分析[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(09): 127-131.
[6]	任松1，王乐1，谢凯楠1,2，姜德义1，蒋翔1. 基于声发射计数信息熵的页岩拉压破坏临界特征试验研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(08): 101-107.
[7]	王明年1,2，曾正强1,2，刘大刚1,2，武雪都3. 连续变形场下的窄基坑抗隆起失稳上限解[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(03): 44-50.
[8]	包小华1，章宇1，徐长节2，付艳斌1，崔宏志1，谢雄耀3. 双线盾构隧道施工沉降影响因素分析[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(03): 51-60.
[9]	倪文兵. 基于静力学理论的地下水浮力研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(03): 61-68.
[10]	唐红梅，王平，王林峰. 变化裂隙岩体的压缩破坏RFPA数值模拟[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(02): 103-110.
[11]	周恩全，伊思航，许想，陆建飞. 基于热力学耗散的饱和砂土循环液化特性研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(02): 111-117.
[12]	秦网根1,2,蔡正银1,关云飞1,李小梅1. 典型区域软弱土室内水泥固化三轴CD试验[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2020, 39(01): 103-108.
[13]	王恒1，蒋先念1，李树建2，贾智丹1. 三峡库区危岩体劣化特征及变形破坏模式研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2019, 38(12): 92-96.
[14]	张建经1 ，马东华1，曾鹏毅1，孙延军2，何梦2. 新型便携式钻孔剪切仪研发与测试分析[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2019, 38(11): 90-97.
[15]	吴锦华1，袁智洪2，周泳峰3. 古滑坡泥灰岩模拟相似材料试验研究[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）, 2019, 38(10): 81-86.

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