应变控制的单轴压缩试验侧重于测量两个主要的力学指标：无侧限抗压强度 (UCS) 和变形模量 ($E_{50}$)。这些值是通过对圆柱形土壤试样施加精确的轴向载荷获得的，提供了有关材料在无侧限条件下的承载能力和刚度的关键数据。
通过量化颗粒间内聚力的增加，该试验揭示了土壤处理（特别是生物聚合物）如何增强结构完整性并改变破坏模式。
核心力学指标
无侧限抗压强度 (UCS)
UCS 代表土壤试样在破坏前能够承受的最大轴向载荷。
它是确定土壤样品在无侧向约束下的峰值强度的主要指标。
变形模量 ($E_{50}$)
变形模量 ($E_{50}$) 是衡量土壤刚度的关键指标。
该指标有助于预测土壤在特定载荷下的变形量，从而深入了解其弹性和刚度。
分析土壤行为和内聚力
量化颗粒间内聚力
除了原始强度外，试验结果还用于分析土壤基质中的颗粒间内聚力。
该数据量化了诸如生物聚合物之类的添加剂如何将土壤颗粒结合在一起以提高整体稳定性。
评估破坏特征
当土壤达到断裂点时，机器可以观察到破坏模式。
它识别土壤行为的转变，特别是记录在不同处理剂量下从塑性（可变形）到脆性（突然断裂）特征的转变。
理解权衡
强度与延展性
该测试的一个关键见解是强度和延展性之间通常存在的反比关系。
随着生物聚合物剂量的增加以提高 UCS，土壤的破坏模式可能会从塑性转变为脆性。
解释背景
虽然高 UCS 值表示强度，但必须结合破坏模式进行解释。
强度高但非常脆的土壤可能会在毫无预警的情况下发生灾难性破坏，而塑性土壤会逐渐变形。
为您的项目解读数据
在审查应变控制单轴压缩试验的数据时，请关注与您的工程要求相符的指标：
- 如果您的主要关注点是最大承载能力：优先考虑无侧限抗压强度 (UCS)，以确定处理后的土壤能够承受的峰值应力。
- 如果您的主要关注点是沉降和刚度：分析变形模量 ($E_{50}$)，以了解土壤在工作载荷下的变形情况。
- 如果您的主要关注点是安全性和预警信号：检查破坏特征，以确保处理没有使土壤变得不可接受的脆性。
最终，这种测试方法提供了土壤如何从松散材料转变为粘性结构元素的完整物理转化过程的完整图谱。
汇总表：
| 指标 | 全称 | 目的 | 关键见解 |
|---|---|---|---|
| UCS | 无侧限抗压强度 | 测量最大轴向载荷 | 无侧限下的峰值承载能力 |
| E50 | 变形模量 | 评估土壤刚度 | 预测载荷下的沉降和弹性行为 |
| 内聚力 | 颗粒间内聚力 | 量化颗粒结合 | 评估土壤处理/生物聚合物的有效性 |
| 破坏模式 | 脆性与塑性 | 分析断裂行为 | 识别从渐变变形到突然破坏的转变 |
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参考文献
- Sajjad Deylaghian, Thomas Nagel. Inulin biopolymer as a novel material for sustainable soil stabilization. DOI: 10.1038/s41598-024-82289-8
本文还参考了以下技术资料 Kintek Press 知识库 .
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