本發明公開了一種模擬現場錯動帶結構和應力狀態的室內真三軸試驗方法，包括錯動帶物理指標測定及室內仿真重塑試驗方法、錯動帶的真三軸強度試驗方法、錯動帶的真三軸加卸載試驗方法和組合體的真三軸試驗方法。本發明能夠獲得與現場錯動帶組構特征相似、篩除大顆粒影響的錯動帶室內重塑樣，能夠采用它進行室內力學試驗，研究錯動帶的真三軸強度和變形特性，研究中間主應力對強度的影響，建立了適用于錯動帶的多軸強度準則，研究了錯動帶在開挖過程及支護過程中的變形破壞特征。

技術領域

本發明涉及一種試驗方法，具體是模擬現場錯動帶結構和應力狀態的室內真三軸試驗方法。

背景技術

歷史上曾發生了多起因大壩壩基巖體含錯動帶而導致的垮壩事故，國內外眾多學者針對水電站大壩壩基錯動帶的力學特性進行了研究，發現了錯動帶具有有別于一般巖、土體的特點：1)由于形成條件的復雜，錯動帶的成分、結構、構造在空間上分布是極不均勻的； 2)錯動帶厚度一般很薄，呈兩個堅硬厚層中夾極薄軟層的模式，其力學特性不僅受軟層本身及巖壁的影響，而且取決于軟層和巖壁的組構效應以及應力卸荷水平。

因這些錯動帶所處的工程地質條件和力學環境的特殊性，研究者們主要采用剪切試驗對其力學特性進行研究，所依托的工程背景主要為淺部巖體工程(如邊坡工程、壩基巖體工程等)。最近，針對2-4m左右的試驗洞、探洞等，也開展了錯動帶與含錯動帶地層的現場承壓板、剪切、強度試驗和變形、聲波等觀測。然而，這些研究獲得的錯動帶變形破壞機制的研究成果，要么是基于較低的常法向荷載水平(＜2.0MPa)下的直剪試驗和剪切蠕變試驗獲得的，要么現場試驗是基于小規模工程所進行的，并不能反映高應力、真三軸卸荷作用下錯動帶的變形破壞機制。因此，有必要發明一種可以反映錯動帶天然結構、制樣方便、符合現場開挖卸荷應力路徑的錯動帶室內真三軸試驗方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種模擬現場錯動帶結構和應力狀態的室內真三軸試驗方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種模擬現場錯動帶結構和應力狀態的室內真三軸試驗方法，包括錯動帶物理指標測定及室內仿真重塑試驗方法、錯動帶的真三軸強度試驗方法、錯動帶的真三軸加卸載試驗方法和組合體的真三軸試驗方法；

所述錯動帶物理指標測定及室內仿真重塑試驗方法，具體步驟如下：

(1)將錯動帶原狀樣用橡皮錘敲成碎塊，拌合均勻，分別取500g和800g進行比重和顆粒分析，以獲得顆粒比重和錯動帶的全級配曲線和黏粒含量；將錯動帶分別過孔徑為0.075mm、0.10mm、0.25mm、0.50mm、1mm、2mm、5mm、10mm和50mm的試驗篩，獲得不同的粒組，選定土樣中顆粒最大粒徑為5mm，并按剔除法配置錯動帶樣并拌合均勻：

P_i＝P_oi/(100-P_{d max})公式(1)

式中，P_i為剔除后某粒組含量；P_{d max}為超粒徑顆粒含量；P_oi為原級配某粒組含量；

(2)將各類調制好的達塑限的錯動帶重塑樣分層裝入壓力容器中，在容器外部注水使其處于飽水狀態，然后逐漸加壓觀測其壓縮變形值，直至達預定荷載且變形穩定后，取出測定其物理性質，并與錯動帶原狀樣比較，當上述指標和結構類型接近時，認為兩者物理力學性質接近；進行固結試驗，試樣在各級壓力下的固結時間為1h，試驗中僅測記該級荷載下1h的量表讀數；如此逐級加載直至達最后預定荷載，并持續保持該荷載至試樣達變形穩定；試驗所采用的分級荷載分別為0.1MPa、0.2MPa、0.4MPa、0.8MPa、1.6MPa、 3.2MPa、6.4MPa和12.8MPa；

(3)固結試驗制樣設備是圓筒形容器或方管加壓容器；