复杂应力路径下含细粒饱和砂土的动力特性试验研究

发布时间：2020-07-24 00:03

【摘要】：砂土在动荷载作用下的动力特性一直是学术界和工程界关注的热点,目前关于纯砂动力特性已有较多研究,但工程中的砂土时常含有细粒,其在波浪荷载等复杂应力路径下的动力特性还不清楚,为加强对相关问题的认识,本文使用空心扭剪仪(HCA)研究了动三轴、动扭剪以及圆耦合三种应力路径下含细粒饱和砂土的动力特性,主要结论如下:(1)应力路径对孔压增长规律、液化周次(Nf)有着明显的影响。其中,动三轴、动扭剪应力路径试验的孔压发展曲线可以分成三个阶段,第一阶段发展较快,第二阶段平稳增长,第三阶段急速增长至液化;圆耦合应力路径加载试验的孔压发展曲线在破坏前直线增长,临近破坏时孔压增长迅速。圆耦合应力路径试验的Nf要小于动三轴和动扭剪。(2)在圆耦合应力路径加载试验中,主应力轴的旋转会引起塑性应变的累积;当试样应力状态接近三轴拉伸时,塑性应变增加的更明显。(3)细粒含量(FC)和液化周次的关系曲线呈开口向上的抛物线,抛物线最低点对应的FC为阀值FCm。当FCFCm时,Nf随着细粒含量FC的增加而减小;而FCFCm时,Nf随着细粒含量FC的增加而增加,本次试验所用砂土材料的FCm=10%。在圆耦合应力路径加载试验中,当FC小于10%时,砂土的孔压归一化规律类似纯砂;当FC大于10%时,随着FC的增大,砂土的孔压归一化曲线表现出趋近于粘土孔压的规律。(4)动三轴和动扭剪应力路径加载试验的孔压归一化曲线可以用同一条拟合曲线进行拟合;而圆耦合的拟合参数和细粒含量、循环应力比以及相对密实度有关,无法使用同一条拟合曲线。(5)初始有效围压越大,对应的动模量越大;FC越大,对应的动模量越小;FC和初始有效围压对动模量归一化曲线的影响可以忽略;初始有效围压越大,归一化阻尼比越小,其中含细粒砂土的归一化阻尼比受初始有效围压的影响要大于纯砂。
【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TU41
【图文】：

动荷载作用下孔隙水压力的发展是无粘性土强度变化的根本因素，所以对于孔隙水压逡逑力的发展模式国内外有大量的研宄。张建明等［８］对孔隙水压力发展变化形态做了总结，根逡逑据不同土体条件和试验条件，将孔隙水压力的发展分成Ａ、Ｂ、Ｃ三种类型，如图１．１所示，逡逑

学者们常使用动扭剪仪进行试验。动扭剪仪能够在试样土体单元上施加均匀的剪应力，此逡逑剪应力为正负循环变化的＆，同时土体单元的正应力保持不变，即平均主应力没有产生逡逑变化，类似纯剪作用，其土体单元受力状态如图１．４所示。逡逑Ｔ逡逑0＇ｃ逦丨逡逑逦逦Ｔｄ逡逑ａ＇ｃ逦｜逦，逡逑；邋、＇邋0逡逑？Ｔ逡逑图１．４动扭剪试样土体单元的应力状态逡逑动扭剪仪只对试样施加垂直于轴向的扭矩，其应力路径在正应力偏差－剪应力坐标空间逡逑中为一条直线，如图１．５所示。逡逑

ｖｈ逡逑（Ｃｆｖ—邋ａｈ）／２逡逑图１．３动三轴应力路径逡逑（２）动扭剪应力路径试验逡逑动三轴只能在试样的４５°斜切面上产生往复变换的剪应力，为了研宄纯粹的土体剪切，逡逑学者们常使用动扭剪仪进行试验。动扭剪仪能够在试样土体单元上施加均匀的剪应力，此逡逑剪应力为正负循环变化的＆，同时土体单元的正应力保持不变，即平均主应力没有产生逡逑变化，类似纯剪作用，其土体单元受力状态如图１．４所示。逡逑

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本文编号：2768020