低頻循環(huán)荷載下飽和軟土的動力特性研究.pdf

1、隨著我國地鐵、高速公路在東南沿海地區(qū)的大量修建，軟土路基的變形和穩(wěn)定性問題異常突出，掌握軟黏土在交通荷載作用下的動力特性是這類工程科學合理設計與施工的前提條件。
　　本文在前人研究的基礎上，利用SPAX-2000(改進型)靜動真三軸測試系統(tǒng)對深圳近海的淤泥質軟黏土進行低頻循環(huán)荷載試驗，研究了不同振動頻率(0.1Hz、0.25Hz、0.5Hz、1Hz)、不同循環(huán)應力(20kPa、50kPa、65kPa)與不同固結條件(σ1'=σ2'

2、=σ3'=200kPa、σ1'=σ2'=225kPa和σ3'=200kPa、σ1'=σ2'=250kPa和σ3'=200kPa)作用下淤泥的動力特性，主要研究內容及取得的成果如下:
　　1.加載頻率的影響規(guī)律研究。加載頻率對軟黏土的孔壓、累積塑性應變和應力-應變滯回圈的發(fā)展有關鍵影響，但對動彈性模量影響很小。在相同的循環(huán)應力幅值和固結應力下，隨著加載頻率的增大，孔壓和累積塑性應變隨之減小;振動頻率0.5Hz對應的累積孔壓和累積塑性

3、應變分別比0.1Hz的最大可減小57％和77％。
　　2.循環(huán)應力幅值的影響規(guī)律研究。循環(huán)應力幅值是影響軟黏土孔壓、累積塑性應變和應力-應變滯回圈的關鍵因素，但對動彈性模量影響很小。在相同加載頻率和固結應力下，隨著循環(huán)應力幅值增大，孔壓和累積塑性應變隨之增大;當荷載幅值增大150％(由20kPa增大至50kPa)，對于的孔壓和累積塑性應變最大可增大233％和103％。
　　3.固結方式的影響規(guī)律研究。固結方式對提高軟黏土動彈

4、性模量有關鍵影響，但對孔壓和累積塑性應變的發(fā)展影響不大。在相同加載頻率和循環(huán)應力幅值下，σ2'≠σ3'的偏壓固結比等壓固結的彈性模量高出316％;當σ2'增大12.5％(由200kPa增大至225kPa)，孔壓和累積塑性應變最大只減小16％和24.5％。
　　4.循環(huán)荷載后土體的不排水抗剪強度發(fā)生改變，其中在低循環(huán)荷載20kPa，頻率大于0.5Hz時，土體發(fā)生硬化，其余情況(50kPa和65kPa)均發(fā)生軟化，抗剪強度衰減最大值達

5、41％;同時土的微觀結構由片狀、大顆粒轉變?yōu)閳F絮狀。
　　5.建立了軟黏土的動力特性指標和荷載參數(shù)的經(jīng)驗關系。
　　(1)孔隙水壓力-振動次數(shù)N的經(jīng)驗關系式:u*=A+ BlnN+C(lnN)2+ D(lnN)3
　　(2)累積塑性應變-加載頻率、循環(huán)應力幅值的飽和淤泥質黏土的關系:εd=A+lgf+B-A/1+10(C-N)×D+σd/σc+E
　　(3)動彈性模量與固結比Kc的關系式:Ed=(A+Kc×B)ε