基于擾動狀態(tài)理論的砂土液化分析及其動應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系研究.pdf

1、在動荷載作用下，飽和砂土的液化判別對于結(jié)構(gòu)和基礎(chǔ)的設(shè)計(jì)與分析是十分重要的。基于指標(biāo)特性的傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)性判別標(biāo)準(zhǔn)為這種設(shè)計(jì)與分析提供了有效的實(shí)用方法。然而，出于提高對砂土液化問題進(jìn)一步認(rèn)識的需要，材料的基本微觀結(jié)構(gòu)必須得到考慮。擾動狀態(tài)理論就是通過對細(xì)觀結(jié)構(gòu)變化的物理與力學(xué)過程來反映材料變形與破壞的理論方法。
　　 本文對砂土液化的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了回顧，對其作用機(jī)理、影響因素以及傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)性判別方法進(jìn)行了總結(jié)歸納。為了反映土體微觀結(jié)構(gòu)的擾

2、動，本文引入了擾動狀態(tài)理論，重新定義了表征土體內(nèi)部擾動的擾動狀態(tài)函數(shù)，提出了一個(gè)基于擾動理論的砂土液化分析方法。
　　 通過對杭州飽和砂土進(jìn)行不排水動三軸試驗(yàn)，研究了循環(huán)次數(shù)、循環(huán)應(yīng)力比、初始平均有效應(yīng)力、相對密實(shí)度以及顆粒特征對土體擾動狀態(tài)的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)所受循環(huán)應(yīng)力比較小時(shí)，擾動狀態(tài)函數(shù)隨循環(huán)次數(shù)增長緩慢，在較高的循環(huán)次數(shù)時(shí)才能達(dá)到臨界值Dc或者無法達(dá)到臨界值；當(dāng)所受循環(huán)應(yīng)力比較大時(shí)，在較小的循環(huán)次數(shù)時(shí)就能達(dá)到臨界值

3、Dc。對于相同循環(huán)應(yīng)力比下的同類砂土，初始平均有效應(yīng)力對擾動狀態(tài)函數(shù)D的影響并不顯著。而土體相對密實(shí)度越大，顆粒粒徑越大，擾動狀態(tài)函數(shù)到達(dá)臨界值Dc的循環(huán)次數(shù)越大，其抗液化的能力亦越強(qiáng)。同時(shí)，在試驗(yàn)的基礎(chǔ)上推導(dǎo)建立了擾動狀態(tài)函數(shù)與循環(huán)次數(shù)、砂土的塑性軸向應(yīng)變以及孔隙水壓力響應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)公式。
　　 在Hardin—Drnevich模型的基礎(chǔ)上，考慮了卸載及再加載曲線的割線剪切模量的變化規(guī)律和循環(huán)過程中的擾動損傷的影響，提出了一個(gè)基于