循環(huán)荷載下淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土強(qiáng)度弱化特性試驗研究.pdf

1、循環(huán)荷載下淤泥質(zhì)粉質(zhì)循環(huán)荷載下淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土強(qiáng)度土強(qiáng)度弱化特性試驗研究弱化特性試驗研究Experimentalstudyonthestrengthweakeningacterofmuddysiltyclayundercyclicdynamicloading學(xué)科專業(yè)：水利工程研究生：楊攀博指導(dǎo)教師：王元戰(zhàn)教授天津大學(xué)建筑工程學(xué)院二零一四年十二月摘要隨著越來越多的近海工程投入建設(shè)，工程深水化、大型化的發(fā)展對軟粘土地基的穩(wěn)定性提出了更高的要求

2、。而軟粘土孔隙比大，含水率高，強(qiáng)度低，在波浪等循環(huán)荷載作用下強(qiáng)度弱化效應(yīng)顯著，若設(shè)計中沒有預(yù)留足夠的安全儲備，結(jié)構(gòu)物就可能因地基失穩(wěn)出現(xiàn)過量的沉降或滑移，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。針對以上問題，本文以煙臺港淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土為研究對象，以圍壓、初始靜偏應(yīng)力、動應(yīng)力、循環(huán)次數(shù)和固結(jié)度為試驗變量，進(jìn)行了大量動三軸試驗，綜合分析多因素影響下的淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的循環(huán)弱化特性。主要工作如下：1、針對累積孔壓及累積變形，進(jìn)行了多因素影響下的動力循環(huán)試驗，分析了

3、圍壓、初始靜偏應(yīng)力、循環(huán)動應(yīng)力和循環(huán)次數(shù)對淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土累積孔壓及累積變形發(fā)展的影響，并基于試驗結(jié)果建立了改進(jìn)的雙曲累積孔壓計算模型和累積塑性應(yīng)變計算模型。2、針對循環(huán)強(qiáng)度弱化，進(jìn)行了多因素影響下的循環(huán)后不排水剪切試驗，分析了不同圍壓、初始靜偏應(yīng)力、循環(huán)動應(yīng)力和循環(huán)次數(shù)下淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的循環(huán)后不排水強(qiáng)度弱化規(guī)律。進(jìn)而運(yùn)用改進(jìn)的等效超固結(jié)比公式將孔壓規(guī)律和強(qiáng)度弱化規(guī)律結(jié)合起來，得到適用于整個動態(tài)循環(huán)過程的正常固結(jié)土強(qiáng)度弱化時程計算模型。對

4、模型進(jìn)行了試驗驗證，同時說明了模型的適用范圍。3、分析了淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土的強(qiáng)度弱化機(jī)理。通過試驗發(fā)現(xiàn)土體存在臨界動應(yīng)力比0.5，當(dāng)動應(yīng)力比小于0.5時，累積孔壓的增長是強(qiáng)度弱化的主要原因；而當(dāng)動應(yīng)力比大于0.5時，土體結(jié)構(gòu)破壞是強(qiáng)度弱化的主要原因；當(dāng)動應(yīng)力比等于0.5時，強(qiáng)度弱化的產(chǎn)生是累積孔壓和結(jié)構(gòu)破壞共同作用的結(jié)果。4、針對固結(jié)度的影響，進(jìn)行了不同固結(jié)度下的動三軸試驗，分析了土體固結(jié)程度對于淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土循環(huán)后不排水強(qiáng)度弱化的影響，即

5、不排水強(qiáng)度隨著固結(jié)度降低線性下降。同時在已得到的正常固結(jié)土（固結(jié)度為1）強(qiáng)度弱化模型的基礎(chǔ)上，提出固結(jié)度弱化因子的概念，建立了考慮土體固結(jié)度影響的強(qiáng)度弱化時程計算模型。5、通過大型有限元軟件ABAQUS，將得到的多因素強(qiáng)度弱化時程計算模型應(yīng)用于煙臺港防波堤數(shù)值模型的動力計算當(dāng)中。分析循環(huán)弱化效應(yīng)以及土層固結(jié)程度對于防波堤結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的影響，并提出有效的工程建議。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：淤泥質(zhì)粉質(zhì)粘土；循環(huán)荷載；強(qiáng)度弱化；累積孔壓；時程模型；固結(jié)度；