A. 應力路徑試驗方案及拉伸試驗設備改裝
本次應力路徑試驗分兩類：常規三軸壓縮（CTC）和減載三軸伸長（RTE）應力路徑試驗，兩種應力路徑試驗原理如圖4.4所示，同時測定應力應變曲線和強度參數。
圖4.4 應力路徑原理圖
其中常規三軸壓縮試驗一方面確定砂土非線性鄧肯張理論本構、劍橋彈塑性本構參數，另一方面用於確定砂土剪脹彈塑性本構理論模型參數；減載三軸伸長用於確定砂土剪脹彈塑性本構理論模型參數。
4.2.2.1 三軸應力路徑試驗方案
為了研究初始干密度和含水量對沙漠砂強度和應力路徑特性的影響，制備了兩種應力路徑、3種不同干密度試樣、5種含水量狀態的相應試樣。試驗壓力取3種圍壓：100kPa、200kPa、300kPa。同時，為了研究靜力循環加卸載特性，設計了一些靜力循環加卸載試驗，具體試驗工況設計見表4.2。試驗制樣將風積砂分別製成干砂、不同飽和度非飽和砂和飽和砂三種類型。
4.2.2.2 三軸拉伸應力路徑試驗設備改進
常規三軸壓縮（CTC）試驗已經較為成熟，為了在常規三軸設備上實現減載三軸伸長（RTE）試驗，本課題對常規儀器進行了一些改進（圖4.5）。設備改進的新意有兩方面：一方面，改進並建立傳力桿的拉掛裝置，使實驗可實現軸向減載；另一方面，改進試樣上頂帽傳統裝置，通過螺紋連接設計，實現了試樣和上頂帽有效連接，適應了試樣軸向減載的應力狀態，使試驗操作時既不影響試樣形狀也不影響試樣的受拉狀態。試驗設備改進的拉掛裝置如圖4.5所示。圖4.6a為拉掛裝置正面圖，圖4.6b為側面圖；改進的拉伸裝置如圖4.7所示，其中圖4.7a為側面圖，圖4.7b為正面圖。
表4.2 試驗方案
註：靜力三軸試驗工作剪切速率0.12mm/min。
圖4.5 改進的三軸拉伸應力路徑設備
圖4.6 拉掛裝置正面及側面圖
圖4.7 拉伸裝置正面及側面圖