(1) Nivel de presión
El llamado nivel de tensión generalmente tiene dos significados: uno se refiere al valor absoluto de la presión de confinamiento y el otro se refiere a la tensión (normalmente tensión de corte); y daño La relación de valores, es decir, S = Q/QF, donde el nivel de tensión se refiere a la presión de confinamiento.
Con el aumento de σ3 en la curva de prueba triaxial de arena de densidad media bajo diferentes presiones de confinamiento, la resistencia y rigidez de la arena mejoran significativamente, y la forma de la curva de relación tensión-deformación también cambia. . A presiones de confinamiento muy altas, incluso los suelos muy densos se asemejan a la curva tensión-deformación de la arena suelta, no hay dilatancia ni ablandamiento por deformación;
Cabe señalar que la resistencia al corte τf o qf del suelo aumenta con el aumento de la tensión normal σn o la presión de confinamiento σ3, pero la relación de tensión o ángulo de fricción interna φ cuando la arena falla a menudo disminuye con aumento de la presión de confinamiento.
El fenómeno de que el módulo de deformación del suelo aumenta con la presión de confinamiento también se denomina compresibilidad del suelo. Dado que el suelo está compuesto de partículas dispersas, el confinamiento proporcionado por la presión de confinamiento es importante para su resistencia y rigidez. Esta es también una de las características importantes que distingue al suelo de otros materiales. En 1963, Janbu utilizó la siguiente fórmula para expresar la relación entre el módulo inicial Ei del suelo y la presión de confinamiento σ3 en la prueba triaxial: donde: k y n son constantes de prueba, Pa es la presión atmosférica, que es la misma que; la dimensión σ3. Esta fórmula se aplicó posteriormente a muchos modelos constitutivos.
(2) Trayectoria de tensiones
En el ensayo triaxial verdadero de arena de densidad media, σ3 permanece sin cambios y la tensión principal intermedia es diferente (B permanece sin cambios en cada ensayo). Las pruebas muestran que a medida que aumenta la tensión principal intermedia, aumenta el módulo inicial de la curva, también aumenta la resistencia, disminuye la expansión del volumen y se intensifica el ablandamiento de la deformación (Figura 1.1).
Figura 1.1 Curva de relación entre la tensión de desviación (σ1-σ3) y la deformación axial y volumétrica εv bajo diferentes tensiones principales intermedias.
(3) Historia del estrés
La historia del estrés no solo incluye la consolidación y el movimiento de la corteza terrestre de los suelos naturales en la era geológica pasada, sino que también incluye los procesos de los suelos en el laboratorio (o ingeniería construcción y operación) ) proceso de estrés. Para suelos cohesivos, esto generalmente se refiere a su historia de consolidación. Un suelo cohesivo es una arcilla sobreconsolidada si la presión máxima de preconsolidación (esfuerzo efectivo) experimentada en su historia es mayor que la presión de consolidación actual. Si la presión de consolidación actual es la máxima presión de consolidación de su historia, entonces se trata de un suelo normalmente consolidado. Como se mencionó anteriormente, la reología del suelo hace que los suelos cohesivos exhiban una sobreconsolidación bajo cargas a largo plazo, aunque las tensiones de consolidación no han cambiado históricamente. Este también es un efecto de una historia de estrés.
La curva de relación tensión-deformación de la arena depende de la trayectoria de la tensión. La relación tensión-deformación de la arena bajo el mismo estado de tensión inicial y final bajo diferentes trayectorias de tensión es obviamente diferente. En la ingeniería actual, diferentes partes del suelo experimentan diferentes trayectorias de tensión en diferentes etapas de construcción, lo que resulta en relaciones tensión-deformación y resistencias del suelo complejas y diversas. En la actualidad, la mayoría de los modelos constitutivos del suelo comúnmente utilizados en cálculos numéricos geotécnicos se basan en ensayos triaxiales convencionales, y los parámetros de sus modelos también se basan en ensayos simples. Los ensayos triaxiales convencionales sólo pueden reflejar las características de resistencia y deformación del suelo bajo compresión triaxial y no tienen nada que ver con otras trayectorias de tensión. Además, en muchos modelos constitutivos del suelo, se adopta la teoría clásica de tensión-dilatación. Las investigaciones muestran que esta teoría ignora la influencia del estado interno de la arena y no se puede aplicar a la simulación de arena. Por lo tanto, un tema de investigación importante es cómo simular efectivamente la trayectoria real de la tensión a través de algunos medios experimentales para reproducir las características de resistencia y deformación del suelo.
Actualmente, la investigación sobre las propiedades mecánicas básicas de la arena eólica en el desierto de Mu Us se basa principalmente en una pequeña cantidad de muestreos y pruebas para resolver los problemas encontrados en la ingeniería real. Los métodos de prueba utilizados incluyen prueba de compactación, prueba de compresión y prueba de corte directo, pero existen muy pocas pruebas triaxiales que puedan reflejar las características de resistencia y deformación del suelo bajo compresión triaxial. Sin embargo, la investigación sobre la relación tensión-deformación de la arena eólica en el desierto de Mu Us bajo diferentes trayectorias de tensión aún está en blanco. Cómo simular eficazmente la verdadera trayectoria de tensión de la arena depositada por el viento en el desierto de Mu Us, para reproducir las características de resistencia y deformación del suelo, es una cuestión importante que debe resolverse con urgencia.