土抗剪强度与剪切速率关系及临界速率探讨.pdfVIP

土的抗剪强度与剪切速率关系 及临界速率的探讨 (北京农业工程大学)莫采京 娥禹肃 栖亚川 徐琦霞 【摘 耍】 奉文用低、 中、高速三种直剪仪．在剪切速半为2Xl0 ～1．7ml s范围内系统地研究r土壤抗剪强度与剪切速率的关系a试验结果表明t土壤 抗 剪 强度随剪切速率增扣而增 大的关系中有一 临界点，小于谊临界速率，抗剪强度增加 缓慢， 高于‘临界速率，则显著增加 最后，建立 7土壤抗剪强度与剪切速率和正压 力三者之 问的关 系式。 壤抗剪强度 和剪切速率的关系。从 以往的研 一 、 习f究的 自的意义 究中逐可l；c看 到，在10 m／s～ 2mls区域 土壤抗剪强度是土壤机械力学的重 要性 内，抗剪强度和剪切速率的关系不会是单一 质 。在许多实际问题中，尤其是在耕作和牵 的，有可能存在一I临l界速率。本研究的 目的 gl动力学 中，涉及封剪切速率和抗剪强度的 是通过对土壤从低速到高速系统的直剪试验 关系问题 。因此 ，土壤抗剪强度与剪切速率 研究，探讨土壤抗剪强度随剪切速率增加而 关系的研究正B益 l起人们的重视 。 增大的特摊以及土的抗剪强度与剪切速率和 以往对这一关系的研究大多集中在两个 正压力三者之间的关系，从而迭到对抗剪强 区域，即剪切速率 “l0“mls和 “l0 m 度随剪切速率变化的全面认识。同时探讨临 Is (相对于普通直剪仪)。在前 一区域 内， 界剪切速率的大小及其特性。 一 般的结论是土壤抗剪强度随剪切速率的增 =、试验装置与试验蠡忭 大而缓慢增加 ，抗剪强度与正压力的关系仍 满足摩尔一库仑定律 pj 在后一个 区 域， 1． 剪啊速率 。 许多研究结果表明土壤抗剪强度随剪切速率 试验漫计的直剪仪剪切速度范围为lo一 的增大而显著增大 (。姚 禹肃，曾稽 超 对 ～1．7mIs，分五级 ，分别为2X10 m ／s、7．5 多种土壤在多种含水量和容重情况下 ，在剪 X10～mfs，2．7×10一mls、6Xj0～m／s、 切速率 为0．4o～1．7m ／s范 围 内进 行 了 研 1．zm／so 究，得到了在高速剪切下，土壤抗剪强度与 剪切速率 l0 mls采用原研制的高 速 正压力之问的关系是 曲线型式 即摩尔一库 直剪仪， 仑定律不再成立。他们用应变率过程理论建 剪切速率l0-～10 m／s采用新研制 的 立了土壤抗剪强度与应变率及正压力三者之 电动式中速直剪仪。结构原理见简图l。动力 间的关系 】。但应甩他们的回归系 数 ，在 为一调速 电机，通过皮带传动带动直剪仪的 剪切速率小到一定程度后 ，抗剪 强度 为 负 蜗杆，在蜗轮中心有 一螺母 ，从而在蜗轮转 值 ，这显然与实际情况不符。 动时带动丝杠作直线运动，以达到施加速度 由此可见 ．目前还无人从剪 切 速 率 为 的 目的。试验数据测试与采集系统原理见图 l0 m／s~2m ／s这样大的范围内研 究 过 土 2。采用应变片式压力传感器分别测量 剪 应 ·54 - 的系统一致