1、在交通荷載、地震荷載等作用下，大主應(yīng)力方向改變和主應(yīng)力軸旋轉(zhuǎn)現(xiàn)象是普遍存在的。隨著空心圓柱扭剪儀不斷在巖土工程試驗(yàn)中得到廣泛應(yīng)用，土體的各向異性的研究不斷深入，主應(yīng)力軸旋轉(zhuǎn)等復(fù)雜的應(yīng)力路徑的變形特點(diǎn)的得到廣泛的研究。而土體的各向異性也包括了土的非共軸特性，很多學(xué)者通過數(shù)值分析研究發(fā)現(xiàn)，在主應(yīng)力軸旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)中現(xiàn)象的非共軸特性已經(jīng)非常明顯。而且在本構(gòu)模擬和實(shí)際工程中，如果不考慮土體非共軸特性的影響將會(huì)使工程結(jié)構(gòu)處于不安全狀態(tài)。但有關(guān)砂土的非共

2、軸研究并沒有系統(tǒng)的考慮各個(gè)因素的影響，而且有關(guān)更復(fù)雜的應(yīng)力路徑下非共軸的研究相對(duì)較少。因而，本文從兩種不同應(yīng)力路徑出發(fā)，研究了砂土的非共軸特性的影響規(guī)律，為以后非共軸模型的建立提供了一些參考。
　　本文主要研究?jī)?nèi)容和取得的研究成果如下:
　　1.分別針對(duì)不同中主應(yīng)力系數(shù)、不同大主應(yīng)力方向、不同密實(shí)度、不同材料進(jìn)行了一系列的定向剪切試驗(yàn)。對(duì)比分析了各個(gè)因素對(duì)砂土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系和非共軸關(guān)系的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：（1）隨著大主應(yīng)力

3、方向角的變化，砂土強(qiáng)度呈現(xiàn)明顯差異性。當(dāng)大主應(yīng)力方向角為600左右時(shí)，砂土剪切強(qiáng)度最低，當(dāng)大主應(yīng)力方向角為00時(shí)，砂土的剪切強(qiáng)度最強(qiáng)。（2）中主應(yīng)力系數(shù)對(duì)砂土剪切強(qiáng)度影響明顯，隨著中主應(yīng)力系數(shù)增大，強(qiáng)度逐漸減小。在大主應(yīng)力向角為300時(shí)，當(dāng)中主應(yīng)力系數(shù)較小時(shí)，有剪切應(yīng)力峰值的出現(xiàn)。同時(shí)當(dāng)中主應(yīng)力系數(shù)很小時(shí)，砂土的剪切強(qiáng)度較大。（3）砂土的非共軸角度隨著大主應(yīng)力方向角的變化而變化，非共軸角度并不僅僅為正，當(dāng)α＞600時(shí)，非共軸角度出現(xiàn)負(fù)值

4、。當(dāng)中主應(yīng)力系數(shù)較低時(shí)，砂土的非共軸性相對(duì)比較明顯，甚至可以達(dá)到200左右，當(dāng)中主應(yīng)力系數(shù)增加到0.5以上時(shí)，大主應(yīng)力方向角較小時(shí)也會(huì)出現(xiàn)非共軸角度為負(fù)值。（4）密實(shí)度對(duì)砂土的非共軸影響不大，一般相差100左右。而顆粒形狀對(duì)強(qiáng)度的影響較為顯著，但對(duì)非共軸角度影響不大，一般相差20-30左右。所以顆粒形狀對(duì)非共軸特性在一定條件下是可以忽略不計(jì)。
　　2.針對(duì)實(shí)際交通荷載作用下路基等土體的真實(shí)受力狀況，模擬了循環(huán)扭剪應(yīng)力路徑，通過改變

5、循環(huán)扭剪比、密實(shí)度、圍壓、循環(huán)豎向應(yīng)力比等變量，研究了豎向應(yīng)力累積變化、體應(yīng)變變化關(guān)系以及非共軸變化關(guān)系。試驗(yàn)結(jié)果表明：（1）隨著豎向應(yīng)力比的增加，豎向應(yīng)變累積的越大，在前期豎向應(yīng)變累積的速率也越大。在循環(huán)加載初期，土體的變形逐漸展開，隨著圈數(shù)的增加，土體在加載前期的累積變形速率明顯比加載后期的要大很多。在四種不同的循環(huán)應(yīng)力比中，當(dāng)循環(huán)圈數(shù)為1000圈時(shí)，豎向應(yīng)變累積基本上完成了大約60%左右。（2）密實(shí)度對(duì)豎向應(yīng)變的累積的影響相對(duì)不明