5.1.5 试验结果分析
分析试验结果,可以看到,原状试样的应变曲线主要经历两个阶段:第一个阶段为无侧限压缩的初始阶段,曲线平缓,这一阶段的变形主要为弹性变形,土体结构性保持相对完整,土体的结构强度发挥作用;第二阶段为结构破坏阶段,土体在经历一定程度的变形之后,出现明显的应变软化现象,如图5-1、图5-2、图5-3中的应变曲线所示在经历峰值之后出现陡降,即在应力并没有增加的情况下,变形急剧发展,土体结构性被严重破坏,此时土体的变形除了颗粒之间的滑移变形,还产生了由于结构崩塌引起的变形。事实上,重塑试样的变形同样存在类似的两个阶段,从图上可以看出,相比于应变的初始阶段,曲线的斜率在不断减小,呈现出一定程度的应变软化现象,不过由于重塑试样已经失去了原状试样的结构性,所以曲线并未因结构塌落而出现陡降。
原状试样在经过破坏重塑之后,尽管含水率以及干密度并未产生变化,但对比原状试样的强度与重塑试样的强度,可以看到,重塑后试样的强度显著降低。根据库仑抗剪强度定律,黏性土的强度主要是由土的黏聚力和内摩擦角决定,其中内摩擦角和土颗粒的粗糙度以及剪切过程中颗粒的滑动程度有关,黏聚力则主要取决于黏粒含量、矿物成分、含水量、土的结构等因素。试样土体含水率较高,呈现出高压缩性、高孔隙率的特点,这就导致土颗粒的比表面积比较大,土体中存在大量的结合水,相邻土粒间的结合水因受到土颗粒引力的吸附,在土颗粒间形成了一定程度的联结强度。土样经过重塑之后,原有的结构性完全丧失,此时土颗粒的内部咬合和联结变得疏松,土颗粒间通过结合水而产生的粒间引力尚未完全形成,土体内自由水大量存在,导致黏聚力降低;另一方面,水分在土粒表面不断聚集而产生润滑效应,减小了土颗粒间的摩擦力和咬合力,使得土体强度降低。(https://www.daowen.com)
研究发现,相比于原状试样,重塑之后试样的无侧限抗压强度显著降低,也就是土体呈现出较高的灵敏度。其实质是原状土体具有较强的结构性,一经破坏不易恢复,表现为土体受到扰动后强度降低比较明显。