当前课程知识点:高等土力学 > 第1章 土工试验及测试 > 1.1 室内试验 > 1.1.6 室内试验6
下面我们讨论主应力方向旋转试验.
为了全面准确地揭示
土的应力应变关系
需要独立变化
6个应力分量
并量测相应的6个应变分量
或者独立变化三个主应力
并能任意改变它们的方向
可惜目前还没有这么“完美”的试验设备
人们为了研究主应力方向旋转情况下
土的力学特性
研制出了空心圆柱扭剪仪和方向扭剪仪
空心圆柱扭剪仪在独立施加内 外压
轴向荷载及扭矩时
可以变化σr
σθ
σz和 τzθ 四个应力变量
也就是可以独立变化
三个主应力的大小
和在一个方向变化主应力方向
从而实现主应力方向的旋转
因而它适用于研究主应力旋转
对土应力应变关系的影响及土的各向异性
这是这种仪器的简图和试样受力的状态
在主应力不旋转时
它可以与真三轴仪一样
作不同应力路径的真三轴试验
这种仪器也有一些缺点
首先是空心圆柱试样
沿径向应力是不均匀的
只有试样的厚度与直径相比很薄时
这种不均匀性才可以忽略
在两端施加扭矩时
为了不使试样帽与试样间滑动
常需要有一些齿嵌入试样
所以试样内沿长度方向的剪应力
也不易均匀分布
因而试样的长度要合适
另外
由于这种试样的内外表面都覆盖橡皮膜
膜嵌入对试样体积的量测有很大影响
另一种可进行
主应力方向旋转的仪器是方向剪切仪
这是原理图
在一个方向
如竖向
保持平面应变状态
另外两个方向上可同时施加正应力和剪应力
从而实现主应力在水平面上的旋转
这对于研究土的应力引起的各向异性很有用
研究土的动力特性
还可使用共振柱试验仪
这里给出了它的原理图
通过激振系统
使试样发生振动
调节激振频率
直至试样发生共振
从而确定弹性波在试样中传播的速度
计算试样的弹性模量 剪切模量和阻尼比
共振柱试验的试样可以是圆柱形的
也可以是空心圆柱形的
试样可以是一端固定
一端自由
或者一端固定
另一端为弹簧和阻尼器支承
试样在压力室中可能是各向等压应力状态
如左图
也可以是轴向与侧向压力不等的应力状态
如右图
激振可以是轴向激振
也可以是扭剪激振
下面我们介绍接触面试验
岩土工程中存在大量的接触面
如图中所示的挡土墙与土体之间
土石坝刚性心墙与坝壳之间
混凝土面板堆石坝的面板与堆石体之间
土石坝的坝体与岩石岸坡之间等等
这些接触面对土工结构物的
力学行为有很大的影响
有时甚至是安全评价的关键
因而有必要用试验的手段
测试接触面的力学特性
这种试验称为接触面试验
直剪型的接触面试验仪应用最为广泛
最初由直剪仪改装而成
主要缺点之一是限定了单一的剪切面
单剪型的接触面试验仪
具有可以变化的剪切面
常采用叠环式
环剪仪 扭剪仪
动三轴仪和共振柱仪等
也曾被用于接触面力学特性的试验研究
这个图显示的是清华大学
土与结构接触面循环加载剪切试验机
主要由支架
土容器车
液压加载及控制系统
法向边界控制单元
数据采集系统等部分组成
可以较好地模拟
和再现单调和循环加载条件下
粗粒土与结构物接触面的力学特性
这个图显示的是叠环式单剪盒
主要组成部分包括
加压活塞
上盒方形铁环框
中间加有滚针的叠环系统
下盒土车以及水平位移传感器阵列等
其中
核心部分为装置在
两种散粒体交界面上部和下部的
滚针叠环系统
能够较好模拟
散粒体材料接触面的变形和强度特性
-0.1 岩土工程的学科特点与发展
-0.2 土力学学科的发展历史
-0.3 岩土工程实践的发展
-0.4 理论与工程的检验
-0.5 岩土工程的可持续发展
-第0章 绪论-作业
-1.0 概述
--1.0 概述
--1.0 概述-作业
-1.1 室内试验
--1.1 室内试验-作业
-1.2 模型试验
--1.2 模型试验
--1.2 模型试验-作业
-1.3 原位测试与现场观测
--1.3 原位测试与现场观测-作业
-1.4 试验的检验与验证
-2.1 概述
--2.1 概述
--2.1 概述-作业
-2.2 应力和应变
--2.2 应力和应变-作业
-2.3 土的应力变形特性
--2.3 土的应力变形特性-作业
-2.4 土的弹性模型
--2.4 土的弹性模型-作业
-2.5 土的弹塑性模型的一般原理
--2.5 土的弹塑性模型的一般原理-作业
-2.6 剑桥模型
--2.6 剑桥模型-习题
-2.7 其它典型弹塑性模型
--2.7 其它典型弹塑性模型-作业
-3.1 概述
--3.1 概述-作业
-3.2 土的抗剪强度的机理
--3.2 土的抗剪强度的机理-作业
-3.3 土的强度与土的物理性质
--3.3 土的强度与土的物理性质-作业
-3.4 影响土的强度的外部因素
--3.4 影响土的强度的外部因素-作业
-3.5 土的排水与不排水强度
--3.5 土的排水与不排水强度-作业
-3.6 土的强度理论
--3.6 土的强度理论-作业
-3.7 黏性土的抗拉强度
--3.7 黏性土的抗拉强度-作业
-4.1 概述
--4.1 概述
--4.1 概述-作业
-4.2 饱和土的渗透性和基本方程
--4.2 饱和土的渗透性和基本方程-作业
-4.3 饱和土二维渗流和流网
--4.3 饱和土二维渗流和流网-作业
-4.4 饱和渗流数值计算方法
--4.4 饱和渗流数值计算方法-作业
-4.5 非饱和土中水的形态和基质吸力
--4.5 非饱和土中水的形态和基质吸力-作业
-4.6 非饱和土土水特征曲线
--4.6 非饱和土土水特征曲线-作业
-4.7 非饱和土的渗透性和数值计算
--4.7 非饱和土的渗透性和数值计算-作业
-5.1 概述
--5.1 概述
-5.2 土的压缩与地基的沉降
--5.2 土的压缩与地基的沉降-作业
-5.3 地基沉降的计算方法
--5.3 地基沉降的计算方法-作业
-5.4 单向固结的普遍方程及一般问题
--5.4 单向固结普遍方程及一般问题-作业
-5.5 土的三维固结理论
--5.5 土的三维固结理论-作业
-5.6 关于土体固结的其他问题简介
--5.6 关于土体固结的其他问题简介-作业
-6.1 概述
--6.1 概述
-6.2 边坡稳定分析方法
-6.3 最小安全系数和潜在滑动面的搜索方法
-6.4 极限平衡法边坡稳定分析的一些结论
-6.5 塑性力学上下限定理简介
-6.6 基于有限单元法的边坡稳定分析
-6 边坡稳定分析-作业