
第一阶段:压密阶段。在 3D 打印粘土试件承受轴向荷载的初始阶段,随着外部荷载的增大,3D 打印粘土试件的应变增长幅度比应力更大,应力 - 应变曲线呈 J 型上凹,曲线斜率逐渐增大。在这一阶段,由于试样内部本身存在着微缺陷和微裂纹,在受到轴向荷载作用后,3D 打印粘土试件内部的微裂纹以及孔隙逐渐闭合,粘土试件具有发生应变硬化的趋势。
第二阶段:弹性变形阶段。随着轴向荷载的持续施加,3D 打印粘土试件的体积逐渐缩小,试件主要发生的是弹性变形,而塑性变形量较小。所以,可认为其进入了弹性变形的状态。这是应力增长的主要阶段,应力应变成比例提升,曲线近似成直线,弹性模量基本保持不变。3D 打印粘土试件出现硬化现象,试样内部裂隙和孔隙逐渐闭合,孔隙度减小,试样的强度增大,如果此时卸去竖向荷载,试样将恢复原状。
第三阶段:塑性屈服阶段。在塑性屈服阶段应力与应变不成比例增长,随着轴向荷载的不断增加,曲线的提升速度开始变得缓慢。此时,应力逐步逼近峰值应力点,曲线的斜率变小,而应变则随着应力的增长而显著增加。此时,3D 打印粘土试件的弹性减弱,塑性加强,试样的体积不再减小,而试件内部的初始缺陷开始发育和扩展,并在试件表面出现若干条逐渐延伸和拓宽的竖向裂缝。
第四阶段:软化阶段。3D 打印粘土试件的应力值逐渐减小,在应变增量不是很大的情况下,应力迅速衰减,试件的变形主要是塑性变形,当应力衰减到一定的数值后,随着试件的应变持续增长,应力则趋近于稳定,此时的应力值为残余强度值。