[发明专利]一种基于单调三轴的洁净砂和粉砂单调剪切行为检测方法

权利要求书

1.一种基于单调三轴的洁净砂和粉砂单调剪切行为检测方法，其特征在于，具体包括以下步骤：

S1：对土样进行测试，并采用湿击法制备试验试样；

S2：所述试验试样制备完成后，对其分别通入一定时间的二氧化碳和无气水，并进行反压饱和，筛选出满足饱和度要求的试样，具体为：

S21：将制备完成后的试样分别通一定时间的二氧化碳和无气水以去除试样中的空气；

S22：将通完无气水的试样进行反压饱和，并测定孔压系数B值；

S23：当测定所述孔压系数B0.98时，认为试样满足饱和度要求；

S3：对满足饱和度要求的试样进行等向固结，再根据拟实现的初始应力条件进行非等向固结，固结完成后分别在不排水和排水条件下进行单调三轴试验，获取试样单调剪切行为检测结果，具体为：

S31：满足饱和度要求后，对饱和后的试样进行等向固结，设置初始平均有效主应力为p₀'=100kPa，然后根据拟实现的初始应力条件进行非等向固结，直至达到所需的初始静偏应力q_s；

S32：考虑不同初始静剪，对固结完成后的试样进行不排水剪切行为检测；

S33：考虑不同围压，对固结完成后的试样进行排水剪切行为检测；

S34：通过在各向同性固结条件下孔隙指标e或Dr对单调特性的比较，采用Dr作为研究指标；

S35：从强度、刚度和临界状态的角度对三轴试验进行观察，分析比较粉砂与洁净砂的单调剪切行为特性。

2.根据权利要求1所述的基于单调三轴的洁净砂和粉砂单调剪切行为检测方法，其特征在于：

所述土样包括福建标准砂和粉土；

所述粉土由福建标准砂研磨而成，主要粒径为2至75μm。

3.根据权利要求2所述的基于单调三轴的洁净砂和粉砂单调剪切行为检测方法，其特征在于：

所述试样包括洁净砂和粉砂；

所述粉砂为所述福建标准砂和所述粉土分别按9：1的比例混合均匀搅拌而成，细粒含量fc为10%；

所述洁净砂为所述福建标准砂单独制成，细粒含量fc为0。

4.根据权利要求3所述的基于单调三轴的洁净砂和粉砂单调剪切行为检测方法，其特征在于：

所述洁净砂和粉砂的基本物性指标是由土工试验测定的；

所述基本物性指标包括：粒径分布、平均粒径、不均匀系数、比重、最大孔隙比、最小孔隙比。

5.根据权利要求1所述的基于单调三轴的洁净砂和粉砂单调剪切行为检测方法，其特征在于：所述湿击法具体为：

步骤1：将所述土样进行烘干，并将烘干后的土样按配比要求制成洁净砂或粉砂，再与无气水混合搅拌以达到5%的初始成样含水率；

步骤2：将混合搅拌后的土样分3层压实装入对瓣膜中，并采用欠压实技术，将中间层定位在目标初始Dr值附近，且连续的上下层分别增大或减小1%；

步骤3：制备直径为50mm，高度为100mm的三轴试样。

6.根据权利要求1所述的基于单调三轴的洁净砂和粉砂单调剪切行为检测方法，其特征在于：

所述初始应力条件用应力参数表示，即为静偏应力比=q_s/p₀'；

所述不排水剪切是采用应变控制式三轴压缩加载模式进行加载，p₀'均为100kPa，加载速率为0.1mm/min；

所述排水剪切是采用应变控制式三轴压缩加载模式进行加载，加载速率为0.05mm/min。

7.根据权利要求1所述的基于单调三轴的洁净砂和粉砂单调剪切行为检测方法，其特征在于：所述不排水剪切行为的研究参数包括：有效应力路径q-p’、应力应变关系、孔隙水压力随应变发展规律、不排水强度和杨氏模量。

8.根据权利要求1所述的基于单调三轴的洁净砂和粉砂单调剪切行为检测方法，其特征在于：所述排水剪切行为的研究参数包括：有效应力路径q-p’、应力应变关系、体变应变关系、杨氏模量随应变发展规律和临界状态。