宁夏大学“真三轴试验条件下不同层理角度风积砂的固有各向异性研究”论文分享丨真三轴系统GDSTTA应用实例

https://doi.org/10.1016/j.enggeo.2025.108272

*论文版权归原作者和出版方所有，本文仅为学习交流。

以下是对这项成果的简要介绍：

本研究在控制平均主应力的条件下，通过不同应力路径（由中主应力系数定义）开展了真三轴试验，以探究沉积角与中主应力对风积砂力学行为的耦合影响。

试验结果表明，抗剪强度与峰值内摩擦角随沉积角引起的固有各向异性而变化，这一现象在中主应力系数为0.4时尤为显著，该条件下因剪切带萌生导致强度明显降低。尽管固有各向异性在剪切初始阶段的影响可忽略不计，但随着剪切变形持续发展直至试样破坏，其效应逐渐凸显，轴对称条件除外。更有趣的是，固有各向异性对轴对称条件下试样的临界状态影响甚微，而中主应力与沉积角的耦合作用则导致临界状态的非唯一性。

试验结果证实，固有各向异性对力学行为影响的显现根本上取决于既有应力状态与所施加的特定应力路径。本研究为含层理面工程地质问题的稳定性评估提供了有价值的见解，尤其适用于复杂应力环境。

GDS真三轴试验系统

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Fig. 1. Geological engineering hazards affected by bedding planes.

Fig. 2. Sampling location and particle size distribution.

Fig. 3. Plot of the bedding angle versus the principal stress rotation angle.

Fig. 4. True-triaxial apparatus (operating principal diagram).

Fig. 5. The pedestal for adjusting the bedding angle of the specimen.

Fig. 6. Aeolian sand specimens with different bedding angles.

Fig. 7. Effective stress path under undrained tests.

Fig. 8. Phase transformation line summary.

Fig. 9. q-ε? curves and u-ε? curves for b = 0.8.

Fig. 12. ε?-ε? and ε?-ε? relationships for different b, p, and α (p = 400 kPa).

Fig. 15. Active points, which represent the significant impact of α on the stress-strain behaviour for the first time.

Fig. 16. Plots of the peak shear stress q_max versus the bedding angle α.

Fig. 17. Shear bands at b = 0.4 and p = 400 kPa.

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