飽和砂土三軸試驗力學特性之研究

Mechanical characteristics of saturated sand subjected to triaxial test

廖仲凱

飽和砂土 ； 三軸試驗 ； 力學特性 ； 剪脹性 ； saturated sand ； triaxial test ； mechanical characteristics ； shear dilatancy

長榮大學土地管理與開發研究所學位論文

2007年

碩士

陳怡睿

繁體中文

摘要 由於大多數結構物皆建造於地表層上，土壤所代表的不僅是基礎材質，而且也是建構材質，其重要性自是不可言喻。因此，對土壤應力?{應變與破壞行為的充分瞭解，在解決大地工程問題上，具有決定性之影響。在探討砂土力學行為之諸多方法中，運用試驗室試驗實為其中一項重要途徑。過去數十年來，諸如傳統三軸剪力試驗，廣為大地工程理論與實用界所應用，且被視為大地工程界之標準試驗。因此，本研究建置、學習並使用三軸剪力試驗儀器設備，並針對台南曾文溪出海口之砂土，進行三軸剪力試驗，以瞭解在不同初始條件與不同應力路徑試驗下，飽和砂土力學特性之影響。 本研究針對飽和砂土在相對密度50%、60%、70%及過壓密比OCR=1、2、4之初始條件下，施做反覆三軸不排水剪力試驗。在三軸不排水單循環剪力試驗中，改變初始平均有效正向應力為100、200及300kpa，進行三軸不排水單循環剪力試驗。以三種不同相對密度土樣，在初始有效應力皆為100kpa之條件下進行三軸不排水單循環剪力試驗，並觀察飽和砂土應力-應變行為。 本研究發現不同相對密度之飽和砂土，當相對密度愈大其液化阻抗愈高，且過壓密比愈大者其液化阻抗愈高。在不排水單循環剪力試驗中，在較大的圍壓下，相角轉換會更明顯。在初始平均有效正向應力不變之狀態下，在排水單循環剪力試驗最後狀態，三種不同相對密度土樣的軸差應力幾乎相同，相對密度60%及70%土樣在受剪期間會有較明顯的剪脹行為出現，而相對密度50%之土樣在試驗剛開始會有壓縮行為，但在接續受剪期間亦發生膨脹。不排水單循環剪力試驗，尖峰摩擦角並不會隨著平均有效正向應力增加而增加，尖峰摩擦角似乎與初始平均有效正向應力無關。在相同相對密度土樣之排水單循環剪力試驗所得之尖峰摩擦角高於不排水單循環剪力試驗，且隨相對密度之增加，其差異愈明顯。

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