循環(huán)荷載作用下飽和黏土的力學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、隨著我國(guó)交通建設(shè)的迅猛發(fā)展，交通荷載所引起的巖土工程問(wèn)題日益受到巖土工程學(xué)者們的關(guān)注。本文針對(duì)交通荷載作用下天津黏土的動(dòng)力特點(diǎn)，通過(guò)室內(nèi)動(dòng)三軸試驗(yàn)詳細(xì)研究了循環(huán)荷載作用下軟土的力學(xué)性質(zhì).
　　通過(guò)靜三軸試驗(yàn)與直剪試驗(yàn)研究了剪切速率對(duì)黏土不排水強(qiáng)度的影響。對(duì)于三軸CU試驗(yàn)，加荷速率的增加對(duì)土體強(qiáng)度的提高有積極作用，而直剪試驗(yàn)的結(jié)果則相反。對(duì)不同固結(jié)壓力、不同加荷比、不同排水條件下黏土的蠕變規(guī)律進(jìn)行了試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)不同條件下黏土的蠕變

2、發(fā)展有較大的差別。分析了產(chǎn)生上述不同效果的原因。
　　針對(duì)交通荷載作用下黏土地基的動(dòng)力特點(diǎn)，采用GDS動(dòng)力三軸儀對(duì)天津臨港地區(qū)典型原狀粉質(zhì)黏土進(jìn)行了動(dòng)力試驗(yàn)。深入研究了固結(jié)壓力、動(dòng)應(yīng)力比、動(dòng)靜應(yīng)力耦合、振動(dòng)頻率以及固結(jié)比對(duì)動(dòng)荷載作用下飽和黏土動(dòng)力特性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，不同應(yīng)力比下土樣的變形曲線形式有所不同；振動(dòng)頻率對(duì)于土體動(dòng)變形、動(dòng)孔壓、動(dòng)彈性模量以及雙幅動(dòng)應(yīng)變的影響不可忽略；軟化指數(shù)存在界限值，達(dá)到界限值后，軟化指數(shù)不再下降；動(dòng)

3、應(yīng)力一定時(shí)，動(dòng)變形隨靜應(yīng)力的增加由拉應(yīng)變向壓應(yīng)變發(fā)展，靜應(yīng)力一定時(shí)，壓應(yīng)變隨動(dòng)應(yīng)力的增加不斷增加，當(dāng)出現(xiàn)拉應(yīng)力后，壓應(yīng)變向負(fù)方向發(fā)展，并可能出現(xiàn)拉應(yīng)變，存在臨界靜動(dòng)應(yīng)力比，達(dá)到臨界值時(shí)不產(chǎn)生塑性應(yīng)變，其值大概在0.3-0.5之間；動(dòng)變形隨著固結(jié)比的增加不斷減??；對(duì)于以塑性累積應(yīng)變?yōu)槠茐臉?biāo)準(zhǔn)的動(dòng)強(qiáng)度試驗(yàn)，針對(duì)4種不同變形曲線形式定義了不同的破壞標(biāo)準(zhǔn)。
　　研究了固結(jié)壓力、動(dòng)應(yīng)力比、動(dòng)靜應(yīng)力耦合、振動(dòng)頻率以及固結(jié)比對(duì)動(dòng)荷載作用下飽和重

4、塑黏土動(dòng)力特性的影響，并與原狀土結(jié)果進(jìn)行了比較。研究發(fā)現(xiàn)，重塑土變形曲線多為雙線性發(fā)展，拐點(diǎn)出現(xiàn)在軸向塑性應(yīng)變3％左右；與原狀土相比，重塑土更容易出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，出現(xiàn)“液化”；振動(dòng)頻率對(duì)于土體動(dòng)變形、動(dòng)孔壓、動(dòng)彈性模量的影響較大，對(duì)于試驗(yàn)所用重塑土，軟化指數(shù)界限值大概在0.4左右；動(dòng)靜應(yīng)力耦合作用對(duì)重塑土的變形影響規(guī)律與原狀土類似；隨著固結(jié)比的增加，重塑土動(dòng)變形先減小后增大。
　　對(duì)循環(huán)荷載作用后飽和原狀土與重塑土的力學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了研

5、究。發(fā)現(xiàn)振后原狀土的不排水強(qiáng)度將會(huì)發(fā)生衰減，建立了振后不排水抗剪強(qiáng)度比與振后軸向應(yīng)變的公式；振后飽和粘土不排水剪切應(yīng)力路徑呈現(xiàn)似超固結(jié)的特性，隨強(qiáng)度衰減程度的加深，應(yīng)力路徑由正常固結(jié)向輕超固結(jié)，再向重超固結(jié)應(yīng)力路徑發(fā)展，提出了循環(huán)荷載作用后不排水剪切q'/σ'3，，–p'/σ'3應(yīng)力路徑圖；振后飽和重塑土的不排水抗剪強(qiáng)度變化不大。循環(huán)荷載作用后，考慮孔壓消散時(shí)，土體剛度強(qiáng)度將有較大程度的提高，固結(jié)度對(duì)于土體剛度強(qiáng)度有較大影響，重復(fù)固結(jié)剪