波浪荷載對海洋粘土力學性狀影響的試驗研究.pdf

1、隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展,需要建設(shè)一系列海工建筑物諸如海洋平臺、人工島、碼頭等以滿足國家經(jīng)濟發(fā)展的設(shè)施要求,由于波浪荷載是海洋地基土受到的最為嚴峻和頻繁的動荷載,海工建筑物設(shè)計則需要考慮風、浪、流等環(huán)境荷載的作用以及荷載作用后建筑物的穩(wěn)定性,在這種情況下,海洋粘土在波浪荷載作用下的動力性狀,特別是波浪荷載作用后土體強度特性的變化將成為工程建設(shè)成功與否的關(guān)鍵因素之一。因此明確海洋粘土在波浪荷載作用下的動力特性以及波浪荷載作用后土體的靜力性質(zhì)

2、才能更好的為我國的經(jīng)濟建設(shè)提供技術(shù)支撐。
　　 為了研究波浪荷載大小和周期對不同深度土體在波浪荷載作用過程中以及作用后性狀的影響,本文利用GDS動三軸儀對天津港軟粘土進行了不同固結(jié)壓力的一系列試驗,其中包括不同循環(huán)應力比、不同頻率的循環(huán)荷載作用下土體動三軸試驗,循環(huán)荷載作用后不排水剪切試驗以及未經(jīng)歷循環(huán)荷載作用試樣的正常固結(jié)不排水剪切試驗。
　　 試驗結(jié)果表明,循環(huán)荷載幅值σd的大小、循環(huán)荷載頻率f以及固結(jié)壓力σc的大小

3、對循環(huán)荷載作用下土體的應變特性、孔壓特性和動模量弱化特性都有比較大的影響:循環(huán)荷載作用下土體的軸向應變由循環(huán)應變幅值εq和累積應變εq兩部分組成,二者均隨著循環(huán)應力比η的增大和循環(huán)荷載頻率f的減小而增大,且隨著固結(jié)壓力σc的增大而增大；平均孔壓比值uo/uc隨著循環(huán)應力比η的增大、固結(jié)壓力σc的減小以及循環(huán)頻率f的減小而增大；循環(huán)應力比η越大,循環(huán)荷載頻率f越低,固結(jié)壓力σc越高,則循環(huán)荷載作用下土體的動模量Ec弱化程度越高。
　

4、　 通過與未經(jīng)歷循環(huán)荷載作用試樣的固結(jié)不排水剪切試驗相比較,發(fā)現(xiàn)循環(huán)荷載作用后土體不排水剪切試驗的強度、孔隙水壓力、模量均表現(xiàn)出一定的規(guī)律性,即:循環(huán)荷載作用后土體的強度是降低的,具體表現(xiàn)為抗剪強度指標c,ψ值的降低,且降低的幅度隨著循環(huán)荷載應力幅值σd的增大和循環(huán)荷載荷載頻率f的減小而增大；平均孔壓比值ua/uc則隨著循環(huán)應力比η的增大、循環(huán)荷載頻率f的減小和固結(jié)應力σc的增大而減??；未經(jīng)歷循環(huán)荷載作用的土樣靜模量E弱化速度和幅度均

5、大于循環(huán)荷載作用后的土樣,循環(huán)荷載作用后土體的靜模量E弱化速度和幅度則隨著循環(huán)應力比η的增大、循環(huán)頻率f的減小以及固結(jié)壓力σc的增大而減小。
　　 未經(jīng)歷循環(huán)荷載土樣的正常固結(jié)不排水剪切試驗應力-應變關(guān)系是可以進行歸一化分析的,結(jié)果表明天津港海洋粘土按主應力差的漸進值(σ1-σ3)u進行應力-應變關(guān)系歸一化的效果要優(yōu)于按固結(jié)壓力σ3進行應力-應變關(guān)系歸一化的效果；同時土體在不同循環(huán)應力比η和不同循環(huán)頻率f的循環(huán)荷載作用后不排水剪