冻土高应变率加载下的力学性能

【作者】 张海东； 朱志武； 康国政； 宋顺成；

【机构】 西南交通大学力学与工程学院； 冻土工程国家重点实验室；

【摘要】 研究冻土的动态力学性能对于寒区基础设施建设与防护、地下工程施工等具有重要意义。本文应用分离式霍普金森压杆（SHPB）,研究了冻土准一维应变与单轴动态加载下的力学性能,涉及-3、-13和-23℃,共3个负温,应变率范围900～1500s^-1。获得了相应条件下的冻土应力应变关系。冻土的准一维应变动态加载下应力应变曲线呈现出弹塑性特征,而单轴动态应力应变曲线具有脆性特征。发现冻土具有温度和应变率效应,其强度随温度降低和应变率增大而增大,最终应变随应变率增大而增大。冻土在准一维应变与单轴加载两种条件下的力学性能差异巨大。准一维应变加载下的强度远高于单轴加载。单轴加载后试样完全破碎,准一维应变加载下试样长度明显减小,但无明显破坏。造成这一差异的主要原因是两者变形失效机制有较大不同,准一维应变条件下冻土变形受到限制,加载过程中会产生很大的净水压力,强化作用远大于变形弱化,而单轴加载时几乎不产生强化。更多还原