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(4) ^c 。根据各围压和应力水平下归一化后的湿态流变时间过程曲线,按式(3)拟合可得 ^c = 0.81。
3 堆石料试样的湿化过程变形分析
3.1 湿化过程分析 在前面的分析中,假设以从试样的上帽出水为分界点,将该时刻之前试样发生的
湿化变形均作为湿化瞬时变形,而之后试样发生的湿化变形均作为湿态流变变形。但是,在三轴湿化
试验中,堆石料试样的充水饱和过程一般是以一个相对较慢的速度进行的,也即通常会持续一定长的
时间。因此,在这个充水饱和湿化的过程中,堆石料试样会发生一定大小的湿化湿态流变。下面首先
对饱和湿化试验中堆石料试样充水饱和过程以及发生的各类变形进行分析。
如图 7所示,假定图中的堆石料试样正处在充水饱和过程中。自 t时刻至 t + Δ t时刻,水面由 1 - 1
断面上升到 2 - 2断面。在此过程中,由于试样中的水面上升,使得处于 1 - 1断面和 2 - 2断面之间的部
;在 1 - 1断面以下的
分试样,其物态由干态变化为饱和湿态,这部分的堆石料发生瞬时湿化变形 Δε s
c
试样部分,在 t时刻之前已经处于饱和湿态的状态,该部分的堆石体试样发生湿态流变变形 Δε;而
在 2 - 2断面以上的堆石料试样部分,其仍处于干态,试样的该部分基本不发生变形。因此,在 t至 t + Δ t
c
和湿态流变变形 Δε两部分。应该说明的是,为
时刻,试样发生的总变形主要包括瞬时湿化变形 Δε s
了给湿化过程提供一个相对统一和稳定的操作条件,本文在湿化充水前进行了干态流变(图 2中的 ab
段),但是未充水的试样部分在该时间段也会发生干态流变变形。由于本文关注的是湿化过程中的各
项变形,暂不讨论干态试样的流变变形。
图 7 堆石料试样的饱和湿化过程
由上面的分析可知,以从试样的顶帽出水为分界点,划分湿化瞬时变形和湿态流变变形的做法存
在一定误差。实际上,在出水点前发生的变形中会包括一定大小的湿态流变变形。据此,本文发展了
一种考虑试样湿化过程中流变变形的迭代方法。
如图 8所示,将试样自下向上划分为若干单元。当开始从堆石料试样底部充水时,堆石体试样会
依次发生如下过程和变形。
。其余单元保持
( 1)在 0—Δ t时刻:水由试样底部进入第 1个单元。单元 1发生瞬时湿化变形 Δε s
干态,不发生任何变形。
,单元 1发
(2)在 Δ t—2 Δ t时刻:水由第 1个单元进入第 2个单元。单元 2发生瞬时湿化变形 Δε s
c
生 0—Δ t时间的湿态流变变形 Δε 1 。
;在刚刚
( 3)在 2 Δ t—3 Δ t时刻:水由第 2个单元进入第 3个单元。单元 3发生瞬时湿化变形 Δε s
c
Δ t—2 Δ t时段内饱和的单元 2发生湿态流变变形 Δε 1 ;在 0—Δ t时间饱和的单元 1继续发生 Δ t—2 Δ t时
c
间的湿态流变变形 Δε 2 。
( 4)以此类推,通过积分求和可得到在整个充水饱和过程中,试样所发生的湿态流变的总和。
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