二维粒状材料双轴压缩试验研究  

Experimental study of 2D granular materials under biaxial compression

作　　者：张雷[1] 张连卫[2] 张建民[1] 

机构地区：[1]清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室,北京100084 [2]北京科技大学土木与环境工程学院,北京100083

出　　处：《岩土力学》2011年第S1期314-320,共7页Rock and Soil Mechanics

基　　金：国家自然科学基金项目(No.50979046)

摘　　要：为了研究粒状材料的各向异性力学行为与细观组构演化之间的关系,采用自主研发的双轴压缩试验系统,以圆形和椭圆形截面的金属棒状材料组成的二维堆积体为试验对象,对不同大主应力方向角δ(沉积面与大主应力作用面的夹角)的试样进行了各向等压、常侧向压力、等p剪切3种应力路径试验,并通过分析试样在不同变形阶段的数字照片得到了其细观组构演化规律。发现对于椭圆形截面的试样存在一个卓越剪切方向,随剪应变增大,颗粒长轴呈现出向该方向偏转的趋势,并且在大变形条件下沿该方向形成剪切带;卓越剪切方向与沉积面方向关系不大,而与大主应力作用面方向夹角约为45°+ψr/2,ψr为残余内摩擦角;随卓越剪切方向与沉降方向夹角的不同,颗粒偏转程度的不同是导致剪胀特性和峰值强度各向异性的主要原因。为了研究粒状材料的各向异性力学行为与细观组构演化之间的关系,采用自主研发的双轴压缩试验系统,以圆形和椭圆形截面的金属棒状材料组成的二维堆积体为试验对象,对不同大主应力方向角δ(沉积面与大主应力作用面的夹角)的试样进行了各向等压、常侧向压力、等p剪切3种应力路径试验,并通过分析试样在不同变形阶段的数字照片得到了其细观组构演化规律。发现对于椭圆形截面的试样存在一个卓越剪切方向,随剪应变增大,颗粒长轴呈现出向该方向偏转的趋势,并且在大变形条件下沿该方向形成剪切带;卓越剪切方向与沉积面方向关系不大,而与大主应力作用面方向夹角约为45°+ψr/2,ψr为残余内摩擦角;随卓越剪切方向与沉降方向夹角的不同,颗粒偏转程度的不同是导致剪胀特性和峰值强度各向异性的主要原因。

关 键 词：粒状材料 各向异性 细观组构 双轴压缩 

分 类 号：P634.1[天文地球—地质矿产勘探] TU45[天文地球—地质学]