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为提高试样饱和度,室内试验普遍采用反压饱和法,但现行规范中对其反压大小未做具体规定。本文利用竖向-扭转双向耦合剪切仪及全自动真三轴仪,针对福建标准砂(相对密实度30%、58%、70%)及细砂,进行了不同反压下单调排水与不排水剪切试验,分析不同反压下砂土的应力-应变关系、超静孔隙水压力发展规律。利用竖向-扭转双向耦合剪切仪针对不同密度、固结压力、排水条件下的细砂在无反压设置条件下进行纯扭剪试验,以研究砂土的剪胀剪缩特性。 通过不同反压条件下的试验得到以下结论: 反压对剪胀性砂土的固结不排水剪切强度具有显著影响,且剪胀性越大,其影响更显著;反压对剪缩性砂土的不排水抗剪强度影响不显著;反压对砂土固结排水抗剪强度的影响相对较小;反压对砂土有效抗剪强度指标基本没有影响。 本文认为反压对剪胀性砂土的固结不排水抗剪强度产生影响的原因是:反压不同时,土体中的气液混合体的体积模量并不相同,因此相同的体胀趋势或相同的体积回弹下所引起的超静孔隙水压力不同,进而直接影响有效围压及其砂土抗剪强度;而土体发生剪缩时,气液混合体越接近刚体,其体积模量对反压的依赖性越小,因此,相同的剪缩趋势或相同的体积压缩量下,所产生的超静孔隙水压力与反压的大小没有显著的依赖关系,因此在剪缩状态下,反压对砂土的应力-应变关系及抗剪强度没有显著的影响。在固结排水试验中无论反压设定多大,不存在超静孔隙水压力,有效围压与反压大小无关,因此反压对砂土排水抗剪强度没有显著影响。 由于反压设置不同,导致所产生的超静孔隙水压力累积模式不同,因此,探讨利用反压饱和法饱和的砂土的液化机理或液化规律时,应着重考虑反压的影响。 在以上试验分析的基础上,论文围绕细砂的剪胀剪缩特性对抗剪强度的影响进行了试验研究,得到如下结论: (1)密度和固结压力对砂土剪胀剪缩特性有显著的影响。 (2)砂土的剪胀剪缩特性对砂土的排水、不排水强度具有显著的影响,由于剪胀剪缩性的存在,砂土的不排水抗剪强度甚至高于排水强度。