不等向固結(jié)條件下砂土動力特性及強度歸一化表征.pdf

1、土體的動力特性不僅與動荷載作用下其所經(jīng)歷的復(fù)雜動應(yīng)力路徑有關(guān)，也與土體的初始應(yīng)力狀態(tài)密切相關(guān)。因此，在不同的初始條件下，深入研究飽和地基土體在復(fù)雜動應(yīng)力路徑作用下的靜、動力特性不僅是土動力學(xué)與巖土地震工程研究中的關(guān)鍵課題，也是海洋工程設(shè)施設(shè)計中首要面對的實際問題。
　　 本文首先通過一系列三軸試驗，分析了不同反壓、圍壓下飽和砂土的應(yīng)力.應(yīng)變關(guān)系、孔壓發(fā)展規(guī)律，在幾種常用破壞取值標準下研究了反壓飽和對于試驗結(jié)果的影響，從而為后文的

2、復(fù)雜動應(yīng)力試驗提供可靠條件。其次，以福建標準石英砂作為研究對象，在不同的初始固結(jié)條件下，利用空心圓柱扭剪儀進行了一系列復(fù)雜動應(yīng)力路徑試驗，分析了飽和砂土在復(fù)雜動應(yīng)力路徑下的變形、孔壓以及動強度等特性，也探討了不同動應(yīng)力路徑下其動強度差異的本質(zhì)原因。主要結(jié)論如下：
　　 首先，固結(jié)不排水三軸試驗中，反壓對砂土應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系、孔壓發(fā)展具有明顯影響，從而影響強度取值；而在固結(jié)排水試驗中，施加不同的反壓對于砂土抗剪強度基本無影響；在不排水

3、剪切中，建議反壓設(shè)為300～500kPa，且在同一組試樣中采用統(tǒng)一的反壓對試樣進行飽和；在破壞標準上，建議采用最大有效主應(yīng)力比(σ1'/σ3')max所對應(yīng)強度作為砂土的不排水抗剪強度。其次，在等向與非等向兩種固結(jié)方式下的復(fù)雜動應(yīng)力試驗中，應(yīng)變與孔壓的發(fā)展均相差較大，殘余孔隙水壓力比u/umax隨殘余廣義剪應(yīng)變γg的變化規(guī)律基本與動應(yīng)力路徑的形式無關(guān)，但隨著Kc值的增大，其雙曲線形狀越明顯；在等向固結(jié)條件下，飽和砂土在圓形動應(yīng)力路徑試驗

4、下的動強度最低，循環(huán)三軸與循環(huán)扭剪較高，而斜橢圓應(yīng)力路徑下飽和砂土的動強度則處于前兩者之間；在相同動應(yīng)力路徑下，固結(jié)Kc值越大，其動強度均越大，且在不同的固結(jié)比下，各破壞標準下的動強度規(guī)律并不相同；循環(huán)三軸或扭剪試驗中，在不同廣義剪應(yīng)力比下試樣破壞時累積的耗散能量幾乎相同；現(xiàn)有的單位體積的累積剪切耗散能量簡化計算方法不具有普遍適用性；加載效率與破壞振次之間存在近似的線性關(guān)系，且初步認為試樣的固結(jié)比影響該線性關(guān)系的截距，而相對密實度影響斜