A. 应力路径试验方案及拉伸试验设备改装
本次应力路径试验分两类：常规三轴压缩（CTC）和减载三轴伸长（RTE）应力路径试验，两种应力路径试验原理如图4.4所示，同时测定应力应变曲线和强度参数。
图4.4 应力路径原理图
其中常规三轴压缩试验一方面确定砂土非线性邓肯张理论本构、剑桥弹塑性本构参数，另一方面用于确定砂土剪胀弹塑性本构理论模型参数；减载三轴伸长用于确定砂土剪胀弹塑性本构理论模型参数。
4.2.2.1 三轴应力路径试验方案
为了研究初始干密度和含水量对沙漠砂强度和应力路径特性的影响，制备了两种应力路径、3种不同干密度试样、5种含水量状态的相应试样。试验压力取3种围压：100kPa、200kPa、300kPa。同时，为了研究静力循环加卸载特性，设计了一些静力循环加卸载试验，具体试验工况设计见表4.2。试验制样将风积砂分别制成干砂、不同饱和度非饱和砂和饱和砂三种类型。
4.2.2.2 三轴拉伸应力路径试验设备改进
常规三轴压缩（CTC）试验已经较为成熟，为了在常规三轴设备上实现减载三轴伸长（RTE）试验，本课题对常规仪器进行了一些改进（图4.5）。设备改进的新意有两方面：一方面，改进并建立传力杆的拉挂装置，使实验可实现轴向减载；另一方面，改进试样上顶帽传统装置，通过螺纹连接设计，实现了试样和上顶帽有效连接，适应了试样轴向减载的应力状态，使试验操作时既不影响试样形状也不影响试样的受拉状态。试验设备改进的拉挂装置如图4.5所示。图4.6a为拉挂装置正面图，图4.6b为侧面图；改进的拉伸装置如图4.7所示，其中图4.7a为侧面图，图4.7b为正面图。
表4.2 试验方案
注：静力三轴试验工作剪切速率0.12mm/min。
图4.5 改进的三轴拉伸应力路径设备
图4.6 拉挂装置正面及侧面图
图4.7 拉伸装置正面及侧面图