砂在不同應力路徑下之膨脹行為

Abstract

本研究採用丑轉剪力三軸儀及傳統三軸試驗儀執行靜態剪力試驗，比較飽和砂土在兩 種應力路徑下膨脹行為的差異性，並以Rowe所提出之能量觀點來分析飽和析之膨脹效 應。Rowe的理論係將砂土受剪視為試體接受外功（external work） ，而砂土的膨脹 效應乃是試體在接受外功後對圍壓作負功的過程。本研究即利用Rowe之試體膨脹能量 莧念作為比較扭轉剪力三軸試驗與三軸試驗兩者膨脹效應大小之依據。 本研究分別製作疏鬆、中度緊密及緊密三種不同密度皂試體，將圍壓控制於０﹒５kg f／C㎡至２﹒０kgf／C㎡的情形下分別在扭轉剪力三軸儀與三軸試驗儀內受剪，求出 其應力一應變及體積變化關係，並獲得下列各結論： １．飽和砂試體在一般應力狀態下（σ′小於２kgf／C㎡）承受剪力，當試體發生塑 性變形時，試體會產生膨脹現象。 ２．濯太華砂（C －１０９）之接觸摩擦角為２８。 ３．飽和砂在低圍狀態下作排水剪力試驗，所得之膨脹速率（ｄεr╱ｄεl）隨膨脹 摩擦角（∮dil ）增加而上升，而且二者呈一線性關係如下： （ｄεr╱ｄεl）＝Ｄ×∮dil 由於本研究採用國內首次引進之扭轉剪力三軸儀，故於論文內特別對機器之特殊功能 與使用方法作詳細說明，以作為日後國內有志以此設備研究土壤動、靜態行為之參考 。