橡胶颗粒–砂混合物新型路基填料动力参数特性的试验研究

为研究橡胶颗粒与砂土混合物这种新型路基填料在循环列车荷载作用下的动力参数特性,进行室内固结不排水动三轴试验,分析了橡胶颗粒含量、围压以及加载频率等因素对橡胶颗粒–砂混合物动剪切模量、阻尼比等特性的影响,研究结果表明:应变一定时,混合物的动剪切模量随着橡胶颗粒含量的增加而减小,随着围压的增大而增大,随着加载频率的增加而轻微减小;基于Hardin-Drnevich双曲线模型对动剪切模量试验结果进行拟合,得出最大动剪切模量,发现最大动剪切模量随着橡胶颗粒含量的增加而减小;混合物的阻尼比随着橡胶颗粒含量的增大而增大,随着围压的增大而减小,加载频率对阻尼比的影响较小;基于试验结果,建立了橡胶颗粒–砂混合物阻尼比与动剪应变的关系式。最后,基于柔性橡胶颗粒与刚性砂土颗粒的微观接触特性,分析了橡胶颗粒对混合物动剪切模量以及阻尼比的影响机理。综合研究结果得出:橡胶颗粒含量不宜超过20%,此时橡胶颗粒–砂混合物作为新型路基填料的动剪切模量可以满足要求,阻尼比较大,具有良好的减震耗能效果。     

合肥膨胀土动弹性模量与阻尼比试验研究

以合肥膨胀土为研究对象,利用GDS真动三轴仪对土体进行循环动荷载试验,研究不同围压、固结应力比对土体动弹性模量及阻尼比的影响规律.试验结果表明,合肥膨胀土的骨干曲线可以由双曲线描述;在相同条件下,动弹性模量随着围压、固结应力比的增大而增大,随着动应变的增大先急剧减小后趋于平缓;动弹性模量的倒数与动应变呈良好的线性关系,最大动弹性模量随着围压的增大呈线性增大,给出考虑围压影响的最大动弹性模量回归方程;阻尼比随着围压、固结应力比的增大而减小,采用 Darendeli 模型及依据阻尼比与应变的经验关系,得到动模量比衰减模型及阻尼比模型;不同围压、固结应力比下阻尼比与动模量比的关系归一化后可以由修正Hardin-Drnevich公式描述.     

橡胶颗粒-砂混合物新型路基填料动力参数特性的试验研究

橡胶材料具有密度低、线弹性变形能力强、耐久性好、耗能大等优点,其衍生物与土体制成的混合物被广泛应用于岩土工程和交通工程领域。为研究橡胶颗粒与砂土混合物这种新型路基填料在循环列车荷载作用下的动力参数特性,进行室内固结不排水动三轴试验,分析了橡胶颗粒含量、围压以及加载频率等因素对橡胶颗粒-砂混合物动剪切模量、阻尼比等特性的影响,研究结果表明：应变一定时,混合物的动剪切模量随着橡胶颗粒含量的增加而减小,随着围压的增大而增大,随着加载频率的增加而轻微减小;基于Hardin-Drnevich双曲线模型对动剪切模量试验结果进行拟合,得出最大动剪切模量,发现最大动剪切模量随着橡胶颗粒含量的增加而减小。应变一定时,混合物的阻尼比随着橡胶颗粒含量的增大而增大,随着围压的增大而减小,加载频率对阻尼比的影响较小;基于试验结果,建立了橡胶颗粒-砂混合物阻尼比与剪切应变的关系式。最后,基于柔性橡胶颗粒与刚性砂土颗粒的微观接触特性,分析了橡胶颗粒对混合物动剪切模量以及阻尼比的影响机理。综合研究结果得出：橡胶颗粒含量不宜超过20%,此时橡胶颗粒-砂混合物作为新型路基填料的动剪切模量可以满足要求,阻尼比较大,具有良好的减震耗能效果。     

天津滨海新区吹填土的动模量和阻尼比试验

针对天津滨海新区吹填土,通过动三轴试验模拟地震荷载,对吹填土的动模量和阻尼比进行了试验研究,探讨了频率和围压对它们的影响．研究表明：吹填土的动模量和阻尼比随着频率、围压的增加而增大;并得出了吹填土的最大动剪切模量,可供岩土和其他土木工程的地震安全性评价工作参考．     

不同振动频率下酸性压实黄土的动力特性研究

为研究不同振动频率下受酸液侵蚀压实黄土的动弹性模量、阻尼比、振陷变形以及孔压发展变化的规律,进行了一系列动三轴试验.通过GDS动三轴试验系统提供不同频率的振动荷载,选取pH=5的酸液配制黄土模拟酸性压实黄土.结果表明:当试样达到同一动应变时,随着振动频率从1 Hz增加到5 Hz,动弹性模量、阻尼比、动孔压均不断增大;同一频率下,振陷变形随着振动次数的增加而增大;同一振次下,振陷变形随着振动频率的增加而减少;同一频率下,pH=5酸液配制的试样较pH=7蒸馏水配制的试样的动弹性模量、阻尼比、孔压减小,振陷变形增大.     

砂质泥岩风化土的动力特性试验研究

以某工程场地下伏砂质泥岩风化土为研究对象,结合工程实际情况,通过循环振动三轴试验,对风化土在选定的4组固结围压状态下表现出来的动力特性进行了研究,得出了固结围压的变化对其产生的影响.在研究的固结围压范围内:固结围压对动应力-应变骨干曲线及动弹模量曲线的影响较大,骨干曲线与动弹模量曲线均随固结围压的增大而提高;最大动弹模量与固结围压间具有良好地幂函数关系,并且幂指数随着固结围压的增大呈现增长;固结围压的增大阻尼比随着减小,且减小的幅度先增大后减小;动剪模量比曲线在不同的固结围压状态下表现出了良好地归一化特性.     

非饱和土动剪模量与阻尼比影响因素试验

为指导北京某航天着陆冲击试验床的快速铺设,借助DRNEVICH LONG-TOR型共振柱仪开展了若干组试验,研究了含水率、干密度、围压对动剪切模量与阻尼比的影响。试验结果表明:含水率较小时,动剪切模量随含水率增大而增大,而阻尼比无明显变化;干密度增大,动剪切模量增大,阻尼比有减小的趋势;围压增大,动剪切模量增大,阻尼比有减小的趋势。对12组试验结果进行拟合表明,阻尼比与动剪切模量比之间存在很好的线性关系。同时,通过与前人研究对比表明,不同土体其动力特性不同,因此在着陆场地铺设前对土体动力特性进行研究很有必要。     

波浪循环荷载作用下滨海软土水平向动力特性试验研究

为研究海上风电桩基在波浪荷载作用下,产生水平向循环荷载对桩基周围土体动力特性的影响,以唐山地区滨海软土为研究对象,通过室内动三轴试验,研究不同围压、动应力幅值和振动次数条件下对软土水平向动力特性的影响。结果表明:软土水平向动强度随围压增加而增加,随振动次数增加而减小;动应力幅值增大,破坏振次减小;水平向动应变ε_d随振动次数增加变大,且动应力幅值越大,增速越明显,变化规律遵循Monismith模型;动应力幅值改变时,软土水平向动模量变化明显,当围压减小,动弹性模量减小;曹妃甸软土水平向间具有明显的结构性,不同围压条件下,随动应力幅值增加动阻尼比均表现增大趋势。     

振动荷载作用下冻土结构弱化机理研究

基于低温动三轴试验及CT扫描试验对不同围压、负温下冻结粉质黏土的弱化机理进行了分析研究，利用冻结粉质黏土动三轴试验前、后的CT扫描试验数据与图像，定量分析了冻土的密度、结构及损伤度等方面的变化及动三轴试验前、后CT数增量．方差增量与围压、负温之间的关系．分析了在振动荷载作用下冻土内部孔隙、裂隙扩展过程，从附加损伤的角度证实了临界围压值的存在，明确了冻结粉质黏土结构弱化的根本原因是孔隙冰的压融和微裂隙的发育．     

青藏铁路沿线负温填土长期动力力学特性试验研究

本文通过室内试验和理论分析相结合的研究方法对高原高寒铁路填土的动力力学特性动剪切模量和阻尼比进行了分析。首先,开展了室内固结不排水长期循环三轴试验,分析了不同负温、循环应力比对路基粉质粘土和地基砂土的动剪切模量和阻尼比等动力特性的影响。结果分析发现,对于路基粉质粘土,动剪切模量与温度呈现明显负相关性,且随着循环应力比增大而展现出较明显的增长趋势,阻尼比随着动剪切模量的增长而减小；对于地基砂土,动剪切模量和阻尼比受温度的影响与粉质粘土的响应规律呈现相同趋势,但同在—10℃温度与循环应力比为0.2的条件下动剪切模量的值高出约110MPa,是1.22倍,而阻尼比是0.66倍。值得注意的是砂土的动剪切模量在循环应力比约为1时响应达到峰值,意味着动应力幅值达到围压时,随着循环应力比的增大,动剪切模量呈现减小的趋势而阻尼比则呈现出增大的趋势。随后,在Wichtmann提出的高周循环模型的基础上,建立了对动剪切模量的预测模型,能良好反映动剪切模量在温度和循环应力比影响下随振动次数的响应规律,通过拟合参数w₀反映动剪切模量随循环应力比先增后减的规律,拟合数学关系显示长期振动次数约在13000次以上。最后,基于Hardin-Drnevich双曲线模型对动剪切模量和阻尼比的试验结果进行拟合,得到了动剪切模量与阻尼比的函数关系式从而能大致预测阻尼比随动剪切模量变化的趋势及范围,随着归一化剪切模量的增大阻尼比呈现出减小的趋势。     

自密实钢筋混凝土梁阻尼比的试验研究

对15根自密实钢筋混凝土简支梁进行了动态测试实验,实验结果表明：随着自密实混凝土强度的提高,其阻尼比降低;随着自密实混凝土梁的固有频率的增大,其阻尼比减小;随着自密实混凝土梁配筋率的提高,第一阶固有频率下的阻尼比降低;各自密实钢筋混凝土试验梁的阻尼比基本介于0.5%-1.0%之间.     

Dynamic properties of polyurethane foam adhesive-reinforced gravels

Polyurethane foam adhesive(PFA) has been introduced as an alternative stabilizer in geotechnical applications because PFA can improve the engineering characteristics of soil by filling the pore space and generating adhesive bonding among the particles.However, the dynamic properties of PFA-reinforced soils are not well understood. To analyze the dynamic characteristics of PFA-reinforced gravels, a series of cyclic triaxial tests were carried out to investigate the shear modulus and damping ratio of PFA-reinforced gravels, and to determine the corresponding effects of the PFA content, confining pressure, consolidation stress ratio and loading frequency. The results showed that the shear modulus increased, and the damping ratio decreased as the PFA content, confining pressure and consolidation stress ratio increased. In contrast, the effect of the loading frequency, which ranged from 0.05 to 1 Hz, was negligible. A modified hyperbolic empirical model can consider the effect of the PFA content on the maximum shear modulus and predict the relationship between the normalized shear modulus and the normalized shear strain was proposed. Moreover, the upper and lower bounds of the damping ratio were also proposed.     

冻融循环下路基土抗剪强度与塑性指数相关性

取季节性冻土区3种不同塑限路基土,通过对室内制备的试样在经历0～7次完整冻融循环过程后,进行不同围压下三轴压缩试验,得出如下结论:同种土相同冻融循环次数下,抗剪强度随围压的增加而增加;相同围压下抗剪强度随冻融循环次数的增加基本呈下降趋势;相同围压、相同冻融循环次数条件下,抗剪强度随塑性指数的增加而增加。采用指数函数进行多元非线性拟合,建立了不同塑性路基土抗剪强度与围压、塑性指数及冻融循环次数的关系,拟合效果理想。     

EPS改良膨胀土孔隙特征与滞回曲线形态

利用GDS动三轴仪和核磁共振（NMR）分析仪,探究不同围压、频率条件下的改良土孔隙特征与动循环荷载下的滞回曲线形态,与原膨胀土进行对比. 采用核磁共振信号分布曲线对孔隙特征进行分析,通过长轴倾斜程度、滞回圈面积、塑性变形与饱满程度对滞回曲线形态进行定量分析. 试验结果表明,改良土与原膨胀土随固结、循环荷载级数推进,土中的孔隙总量下降,孔径逐步压缩,改良土中的孔隙总量与尺寸均有向原状土靠拢的趋势. 在相同的动荷载条件下,高围压使改良土中的孔隙减少,应变更小,高频加载使改良土的应变减小,土中孔隙数量与孔径相应提升. 随着加载级数的增加及动应变的发展,改良土滞回曲线长轴倾斜程度逐渐降低并趋于平缓,滞回圈面积、塑性变形与饱满程度均呈上升趋势. 在相同的动应变条件下,围压与频率的提升使得改良土长轴倾斜程度、滞回圈面积、饱满程度增大;在动应变发展前期,不同围压、频率对塑性变形的发展影响较小,当超过某一临界点时,相同动应变下的高围压与高频率对应更高的塑性变形.