長期循環(huán)荷載下不同細粒含量粉土動力特性研究.pdf

1、從20世紀70年代起，國內(nèi)外學者就已經(jīng)開始研究長期循環(huán)荷載下土的動力特性，前期大部分學者的研究都集中在砂土，相對來說粉土的研究較少。最近的幾十年來，越來越多的學者開始了有關粉土動力特性的研究，探究細粒含量、排水條件、固結(jié)比以及圍壓等因素的改變對其產(chǎn)生的影響;隨著交通運輸業(yè)的蓬勃發(fā)展，長期循環(huán)荷載下粉土動力特性的研究逐漸展開。
　　本文利用伺服電機控制的動三軸儀(GDS)，對杭州下沙地鐵一號沿線的典型飽和粉土進行室內(nèi)振動三軸試驗，研

2、究了不排水條件下粘粒含量(7％、8％、10％、12％、14％)以及不同等級動荷載對長期循環(huán)荷載作用下飽和粉土動力特性的影響;對比了排水條件的改變對動力特性帶來的變化。具體的研究內(nèi)容如下:
　　(1)在不同排水條件下（不排水和完全排水），控制粉土試樣的粘粒含量和動應力幅值，得到相應的動應變、臨界動應力和體應變，探討長期循環(huán)荷載下排水條件對不同細粒含量粉土動應變的影響。
　　(2)在不排水條件下，控制試樣的粘粒含量和動應力幅值，

3、得到相應的動孔壓、臨界動應力。
　　(3)利用數(shù)值分析軟件，對長期循環(huán)荷載作用下這類粉土的累積動應變和累積動孔壓進行擬合分析，得出適用于該類粉土的模型和參數(shù)。
　　通過對不同細粒含量的飽和粉土在不同排水條件下進行的長期循環(huán)三軸試驗，得出以下相關結(jié)論:
　　(1)不同細粒含量的粉土在長期循環(huán)荷載作用下，累積動應變發(fā)展曲線、動孔壓發(fā)展曲線以及體應變發(fā)展曲線存在相似規(guī)律:曲線值隨振次增加而增加;相同振次下，動應力幅值越大，曲

4、線值越大。不排水條件下，動應變發(fā)展曲線和動孔壓發(fā)展曲線都表現(xiàn)為穩(wěn)定型、過渡型和破壞型3種典型情況。
　　(2)粘粒含量在7％～14％變化時，對粉土的臨界動應力、體應變產(chǎn)生影響。隨著粘粒含量的增加，臨界動應力和體應變先增加后減小，在粘粒含量為10％左右存在轉(zhuǎn)折點，呈現(xiàn)規(guī)律和該類粉土動強度一致。
　　(3)排水過程對正常固結(jié)的粉土具有強化的作用。不同排水條件下，累積動應變產(chǎn)生的機理不同，當循環(huán)動應力幅值比較小時，排水條件下產(chǎn)生的

5、累積應變大于不排水條件下的累積應變值，而當循環(huán)動應力幅值比較大時，結(jié)論相反。累積應變發(fā)展曲線在體應變發(fā)展曲線趨于穩(wěn)定時才會出現(xiàn)穩(wěn)定態(tài)勢。
　　(4)由于R≥R'條件下的曲線和R＜R條件下的曲線發(fā)展形態(tài)存在差異，擬合宜分段進行。以臨界動應力比R'為界，R≥R'時的曲線用改進的張建民模型進行擬合;R＜R'的曲線用半對數(shù)模型進行擬合，擬合結(jié)果較為理想。通過分析實驗數(shù)據(jù)，得出了適合本文研究對象的相關擬合系數(shù);獲得了影響這類粉土在長期循環(huán)荷