循環(huán)荷載作用下飽和黏土的力學性質(zhì)研究.pdf

1、隨著我國交通建設的迅猛發(fā)展，交通荷載所引起的巖土工程問題日益受到巖土工程學者們的關(guān)注。本文針對交通荷載作用下天津黏土的動力特點，通過室內(nèi)動三軸試驗詳細研究了循環(huán)荷載作用下軟土的力學性質(zhì).
　　通過靜三軸試驗與直剪試驗研究了剪切速率對黏土不排水強度的影響。對于三軸CU試驗，加荷速率的增加對土體強度的提高有積極作用，而直剪試驗的結(jié)果則相反。對不同固結(jié)壓力、不同加荷比、不同排水條件下黏土的蠕變規(guī)律進行了試驗研究，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。
　　針對交通荷載作用下黏土地基的動力特點，采用GDS動力三軸儀對天津臨港地區(qū)典型原狀粉質(zhì)黏土進行了動力試驗。深入研究了固結(jié)壓力、動應力比、動靜應力耦合、振動頻率以及固結(jié)比對動荷載作用下飽和黏土動力特性的影響。研究發(fā)現(xiàn)，不同應力比下土樣的變形曲線形式有所不同；振動頻率對于土體動變形、動孔壓、動彈性模量以及雙幅動應變的影響不可忽略；軟化指數(shù)存在界限值，達到界限值后，軟化指數(shù)不再下降；動

3、應力一定時，動變形隨靜應力的增加由拉應變向壓應變發(fā)展，靜應力一定時，壓應變隨動應力的增加不斷增加，當出現(xiàn)拉應力后，壓應變向負方向發(fā)展，并可能出現(xiàn)拉應變，存在臨界靜動應力比，達到臨界值時不產(chǎn)生塑性應變，其值大概在0.3-0.5之間；動變形隨著固結(jié)比的增加不斷減??；對于以塑性累積應變?yōu)槠茐臉藴实膭訌姸仍囼?，針?種不同變形曲線形式定義了不同的破壞標準。
　　研究了固結(jié)壓力、動應力比、動靜應力耦合、振動頻率以及固結(jié)比對動荷載作用下飽和重

4、塑黏土動力特性的影響，并與原狀土結(jié)果進行了比較。研究發(fā)現(xiàn)，重塑土變形曲線多為雙線性發(fā)展，拐點出現(xiàn)在軸向塑性應變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”；振動頻率對于土體動變形、動孔壓、動彈性模量的影響較大，對于試驗所用重塑土，軟化指數(shù)界限值大概在0.4左右；動靜應力耦合作用對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，重塑土動變形先減小后增大。
　　對循環(huán)荷載作用后飽和原狀土與重塑土的力學性質(zhì)進行了研

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