循环扭剪试验中饱和砂土的某些动力特性

本文用国内研制的首台循环扭剪三轴仪研究了饱和砂的动强度和液化的特性，围绕着模拟现场地震时土体应力条件，系统地进行了等压无预剪固结，等压有预剪固结和偏压无预剪固结的不排水循环扭剪试验，并将扭剪试验与一些相应动三轴试验结果作了比较，根据循环扭剪的试验结果，文中给出了一个孔压增长的概化模式。     

不同路径下饱和砂土的动力特性模型

通过对南京长江砂土在等动应力比下的固结不排水动三轴试验，研究了饱和砂土在不同动应力路径条件下的强度和变形特民生，针对动静叠加的加载方式，给出一种合理的动强度的表示方法，试验结果表明，动 力路径对土的动强度和动应力变有关系有着显著的影响，在一定的等动应力比范围内，土的动应力应变关系具有较好的归一性。     

不同路径下饱和砂土的动力特性模型

通过对南京长江砂土在等动应力比下的固结不排水动三轴试验 ,研究了饱和砂土在不同动应力路径条件下的强度和变形特性。针对动静叠加的加载方式 ,给出一种合理的动强度的表示方法。试验结果表明 :动应力路径对土的动强度和动应力应变关系有着显著的影响 ,在一定的等动应力比范围内 ,土的动应力应变关系具有较好的归一性     

饱和砂土液化后强度与变形特性的试验研究

利用双向振动三轴试验装置,进行了饱和砂土液化后静力再加载试验。从砂土受振动荷载结束后所处的拉伸、压缩两种状态出发,对饱和砂土液化后的强度变形特性进行分析,研究了液化程度和围压对饱和砂土液化后不排水变形特性的影响。试验结果表明：振后处于拉伸状态的试样,液化后的变形由低强度段、超线性强度恢复段和次线性强度恢复段三段组成;振后处于压缩状态的试样,液化后的变形则只有次线性强度恢复段。提出了统一描述两种状态下砂土液化后应力应变关系的三阶段模型,并给出了模型参数的推导过程。与试验结果对比显示,该模型的预测值与试验值吻合较好,该模型有较好的适用性。     

用剪切波速评价饱和砂土液化性能的试验研究

应用剪切波速和振动三轴联合试验装置，通过对原状和重塑饱和砂土的联合对比试验，研究了剪切波速与饱和砂土抗液化强度之间的相关关系。在此基础上，对一种饱和细砂的剪切波速与液化强度之间的定量关系进行了联合试验研究，结果表明，利用剪切波速作为一个控制参数，有可能依据重塑土样的剪切波速与抗液化强度之间的定量关系评价原位饱和砂土的抗液化强度。     

利用剪切波速对饱和砂土地震液化的判别

现行有关抗震规范的液化判别方法大多使用标贯试验方法,最大判别深度不超过20 m,而近些年来的地震灾害调查显示超过20 m的饱和砂土深层液化现象是客观存在的。为此,基于Kayne场地液化数据库和修正的双曲线模型,建立了临界剪切波速液化判别公式,其判别成功率可达到80%以上。以西藏某水利枢纽为例,结合现行规范中的判别方法,对比分析并评价了本文剪切波速液化判别方法的适用性。结果表明:(1)对于埋深20 m以内的饱和砂层,《水力发电工程地质勘察规范》(GB 50287—2016)中规定的标贯判别方法得到的液化判别结果最为安全;(2)《岩土工程勘察规范》(GB 50021—2001)中规定的剪切波速液化临界曲线,对埋深超过20 m的饱和砂层液化判别过于保守,在高地震烈度时可导致极其密实的砂土被判别为液化,但在Ⅶ度时,该法对埋深10 m以内的浅层砂土的液化判别结果偏不安全;(3)对于高地震烈度区或者埋深超过20 m的深层液化判别来说,本文剪切波速方法既能克服《岩土工程勘察规范》(GB 50021—2001)判别方法过于保守的弊端,又能得到相对合理的液化判别结果。当场地缺少标贯数据或者需要对埋深超过20 m的砂土进行液化判别时,本剪切波速判别液化方法具有较强的实用性。     

初始剪应力下砂土的动力特性预测模型

由于初始剪应力的存在，土坡或地上结构中的土与地表土在动力作用下的特性有所不同，在这种应力条件下，动力作用产生的沉降可分为两大类，动力作用下的残余应变和动力作用后由于超孔压消散所引起的变形。本文在上海闸北某基坑砂土的动三轴试验的基础上，将笔者以前所作的粘性土动力特性预测模型加以推广，提出了一个预测砂土超孔压和不排水剪应变以及加荷周数之间关系的经验模型。     

混凝土静,动力双剪损伤本构理论

本文根据双剪应变理论，利用单轴拉伸和单轴压缩状态下混凝土的损伤应变阈值，建立起混凝土的初始损伤面和多轴应力状态下混凝土的损伤演化方程，并推出了多轴状态下混凝土的损伤本构方程。文中还利用单轴状态下动力损伤与静力损伤之间的关系，类推出多轴状态下动力损伤与静力损伤之间的关系，从而建立起混凝土在多轴状态下的动力损伤本构模型。     

初始剪应力和相位差对饱和砂土动力特性的影响

自然边坡存在初始剪应力,地震波双向振动存在相位差,两者对边坡砂土的动力特性都有影响。利用GCTS双向动三轴测试系统实现对初始剪应力和相位差的控制,研究了饱和砂土动剪切模量和阻尼比的变化规律。结果表明:在一定范围内,随着初始剪应力和相位差的增大,土体趋向于更稳定的状态,变形幅值减小,最大动剪切模量增大,最大增幅达125%;初始剪应力对阻尼比有放大效应,但相位差对其影响较为复杂;两者的耦合作用对最大动剪切模量的影响是比较显著的,根据试验结果得到了该条件下的最大动剪切模量经验预测公式。     

南海饱和软土单剪强度试验研究

采用应力控制的单剪试验对中国南海海域原状饱和软黏土的力学响应进行了研究,考察了不同应力水平下软黏土的应力应变响应和强度特征。结果表明:无初始剪应力时,当应变小于5%时,循环应变增长缓慢且稳定,超过5%以后,循环应变迅速增长并达到破坏标准,因此可将循环应变达到5%作为破坏标准,同时,动应力比存在阈值,当动应力比小于0.52时,认为土体不会发生破坏;有初始剪应力时,应变向有初始应变一侧累积,且无论是增加静应力比还是动应力比,都会引起应变累积加快,破坏振次减小,相对而言,动应力比对累积应变和破坏振次的影响更明显。最后给出了破坏振次为1 000次的强度包线,提供了安全的静、动应力比组合方式。     

相对密度和固结应力比对饱和含细砾砂土动强度的影响

采用TAJ-20振动三轴仪对饱和含细砾砂土进行了不同相对密度、不同固结应力比下的循坏振动三轴试验,研究这两个因素对饱和含细砾砂土的动强度影响。试验结果表明:相对密度对饱和含细砾砂土的动强度影响较为显著。随着相对密度的增大,饱和含细砾砂土的动强度也在不断增大,但增大的幅度有限。固结应力比对饱和含细砾砂土动强度的影响很显著。随着固结应力比的增大,饱和含细砾砂土的动强度也在不断增大。在相对密度或固结应力比下,动强度和振动周次在半对数坐标上成线性关系。     

循环荷载下重塑饱和粉黏土的动—静强度弱化规律研究

选取重塑粉质黏土作为试验土样,采用室内动静三轴试验系统研究循环荷载作用下土体的动静力学特性,动静强度的弱化规律,考虑了围压、频率、固结比、动应力比、循环次数5种因素对动静强度的影响。试验结果表明:承受循环荷载作用后土体与原土体相比总强度可能会增加也可能会降低,剪切时的孔压都会大于原土剪切时孔压。可以统一的是所有承受循环荷载作用后土体有效强度都会降低。通过对强度进行无量纲化处理,引入了动弹性应变和动弹性孔压,确定了动弹性应变与有效强度比,动弹性孔压与有效强度比关系符合指数模型,并提出来适用于衰减系数与动弹性应变,衰减系数与动弹性孔压的对数函数模型。     

饱和尾矿砂动强度特性试验结果与分析

本文通过对饱和尾矿砂的动三轴液化试验，研究了尾矿砂在往返加荷条件下的动强度特性。对试验结果进行分析可得：动应力幅值对试样的轴向动应变影响显著；动剪应力随固结围压增加而增加，但固结围压对动剪应力比的影响不大；固结应力比对饱和砂土液化或动强度的影响不是单一的增大或减小，在同一密度、同一固结围压条件下均显示出固结应力比为1.5时的动剪应力比大于固结应力比为1.0和2.0时的动剪应力比；密度对尾粉砂的抗液化强度影响很大，因此可以通过提高尾矿料的密实度来增大尾矿坝的抗震性能。     

饱和黏土循环剪切强度与变形特性的试验研究

利用土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪,在不固结、不排水条件下对黏土的单调和循环剪切应力-应变关系与剪切强度特性进行了研究.单调剪切试验表明剪切强度随应变速率的增加而增大,在双对数坐标下,剪切强度与应变速率之间近似地符合线性关系;循环剪切试验表明对于某一给定的初始剪应力,循环剪切强度大小是循环软化效应和应变速率效应共同作用的结果,结合单调剪切强度应变速率之间的对应关系,提出了近似消除速率效应的循环剪切强度归一化方法,通过归一化表明,不同循环次数的循环剪切强度与初始剪应力之间的试验数据点分布在一个狭窄区域内,通过一个二次方程即可拟合表示.以此为基础,提出了循环剪切强度的简便确定方法,可减少海洋地基稳定性分析中的试验工作量.     

饱和尾矿料静、动强度特性的试验研究

介绍对两种饱和尾矿料(尾矿砂和尾矿泥)的静、动强度特性进行的一系列试验研究。试验结果表明，由于尾矿料颗粒组成、矿物成分等因素的影响，用尾矿料充填的地基土层具有不同于天然地基的少黏性土层的特殊性。尾矿料颗粒较细，比重较大，石英含量较多，亲水性弱，饱和的疏松的尾矿料具有非常敏感的不稳定结构。不仅在往返加荷条件下动强度低，动剪应力比变化范围小，容易发生液化和破坏，而且，当尾矿料的密度小于某一临界值时，静力条件下也会发生流滑而进入破坏状态。