动剪模量和阻尼比的循环单剪试验研究

使用循环单剪系统,在100kPa、200kPa、300kPa三种固结压力下,通过分级施加动剪应变对一粉质粘土进行了原状土样的动力试验。研究了应变、固结压力对动剪模量和阻尼比的影响,并得到了该粉质粘土的最大动剪模量Gdmax和G/Gdmax-γd、D/Ddmax-γd曲线。本文的试验方法和数据分析对使用循环单剪试验研究土的动力特性有较好的参考作用。     

土体剪切模量和阻尼比的试验对比研究

在不同固结压力下分别对原状粘性土样、扰动粉土样和砂样进行了共振柱和动单剪试验，用修正的Hardin—Dmevich模型对共振柱试验结果进行拟合，得出剪应变大于10^-4时的剪切模量和阻尼，用此结果与振动单剪仪结果对比发现拟合较好。     

合肥原状和重塑黏性土动力特性对比试验研究

为研究土体扰动对土动力特性的影响，以合肥包河区的地基土为研究对象，采用GCTS STX-100双向振动三轴仪对不同钻孔和不同深度的原状和重塑黏性土进行动三轴试验，试验得出以下结果：(1)在相同围压下，原状和重塑黏性土动力特征参数(最大动应力τ_dmax、最大动剪切模量G_dmax)的差异性随着钻孔深度的增大逐渐增大；在低围压(50 kPa)下，原状样和重塑样的τ_dmax、G_dmax差异不大、关系曲线趋于重合。随着围压的增大，关系曲线快速分离，原状样的τ_dmax、G_dmax大于重塑样，且增大的幅度随着围压的增大逐渐增大，当围压达到300 kPa时，偏离幅度可达30%以上；(2)原状样和重塑样阻尼比λ_d在同一动应变下随着围压的增大而减小；λ_dmax范围在0.2～0.3;(3)土体的动强度和动剪切模量由于土体的扰动而减小。     

考虑结构性影响的原状黄土等效线性模型

对不同含水率的西安原状黄土及相同干密度的扰动饱和黄土进行动三轴试验,用同一动应变下原状黄土的割线模量Edy与扰动饱和黄土的割线模量Edrs之比值定义了动三轴应力条件下结构性参数mεd,它可以综合反映土的排列和胶结特征所表现出的综合结构势(结构性强弱),探讨了动荷作用过程中不同固结围压及含水率下结构性参数变化特性。研究结果表明:①结构性参数可以反映含水率、固结围压对动三轴应力条件下原状黄土结构性的影响,具有很好的合理性、灵敏性、稳定性。用此结构性参数随含水率、固结围压的增大而减小的特性可以合理地解释原状黄土的动应力应变特性;②结构性参数的变化量mεd0?mεd与动应变εd关系可以用双曲线来拟合(mεd0为初始结构性参数),由此所得到的结构性参数表达式可以反映固结围压、湿度、密度、动应力和动应变对结构性的影响;③在扰动饱和土的等效线性模型中引入结构性参数所得到的原状黄土等效线性模型能够考虑增湿、加荷对原状黄土结构性的影响,计算结果与试验结果之间吻合较好。     

原状土与重塑土的动三轴对比试验及研究

以甘肃中试厂的地基土为研究对象,采用GCTS STX-100双向振动三轴仪,开展了重塑粘性土样和原状粘性土样相对比的三轴试验,并评价了重塑粘性土及原状粘性土的动力特性,结果表明:原状粘性土和重塑粘性土的动弹性模量随着动应变的增加而减小,但是与围压成正比,同时动应力会随着动应变的增加而增大;最大动剪切模量在围压增大的时候会同时增大,但是当剪应变增大时则会减小;土体扰动减小了土体的动弹性模量和动剪切模量。     

循环扭剪作用下黄土的动剪切特性试验研究

原状黄土具有显著的结构性,在增湿及循环剪切作用下均可导致其结构破坏。通过不同固结围压条件下大尺寸原状黄土圆筒试样的动扭剪试验,测试分析了原状黄土从小应变到大应变的动应力应变关系,动剪切模量和阻尼比的变化规律,以及逐级增大循环扭剪作用下黄土的剪切强度。得到了10^-5~10^-2剪切应变范围内黄土动剪切模量随固结围压和含水率的变化规律,分析了黄土最大动剪切模量随黄土构度的变化规律。建立了黄土最大动剪切模量与构度和固结围压的关系式。揭示不同固结围压条件下不同含水率黄土的阻尼比随动剪应变对数值的变化分布在一个带内;循环扭转作用下圆筒黄土样存在两组破坏面。     

围压对黏土动力特性影响的试验研究

以某工程场地黏土为研究对象,结合工程实际,考虑不同固结围压对黏土动力特性的影响。通过循环振动三轴试验,对黏土在选定的5组固结围压状态下表现出来的动力特性进行研究,得出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,固结围压对黏土最大动剪模量的影响显著,随围压的增大呈幂指数增长;对动剪模量比曲线与阻尼比曲线的影响均较小,简化起见,将其分别作归一化处理。数据处理过程中引入Darendeli M B等的研究成果,对试验成果进行统计回归分析,得到Gd/Gdmax-γd关系曲线的归一化表达式,间接得到了λd-γd归一化表达式。     

循环振动对饱和粉土初始动剪模量的影响

初始动剪模量是土体多种结构性因素的综合反映,除固结压力和孔隙比(密度)这两个主要因素外,还受循环振动影响。以往对该因素的研究偏重于干砂,且预振时施加的剪应变幅多低于10-3;对于饱和土体,尤其是对经受过较大振幅振动后土体初始动剪模量的研究十分有限。本文利用安装弯曲元的动三轴仪,在等向固结条件下对不同相对密度的饱和粉土进行不排水循环三轴试验,同时监测试样的剪切波速,获得循环动力加载过程中土的初始动剪模量。为保证试验结果的可靠性,同时进行了共振柱试验,比较确定弯曲元接收信号的到达点;评估了不同孔压发展程度下试验暂停时间对测试结果的影响。结果表明:在一定次数大振幅循环荷载作用下观察到初始动剪模量有别于相同应力下固结后得到的模量值,出现附加衰减或增长,正是循环荷载作用下土微观结构变化的外部宏观表现。这种附加变化由土颗粒接触行为决定,受到试样初始条件和振动幅值等多种因素的影响,表现出不同的变化模式。     

循环荷载后原状与重塑饱和粉质黏土不排水强度性状研究

为研究循环荷载作用后原状土与重塑土不排水强度发展规律,针对天津典型粉质黏土做了一系列动、静力三轴试验。结果表明,振后原状土样不排水抗剪强度会发生衰减,当振后轴向应变大于 3% 时,衰减度 β 随动轴向应变增加呈现先增大后稳定的趋势;最大孔压比处于 0.5 ～ 0.7 之间时,不排水强度衰减较小,最大孔压比高于 0.7 时,振后强度开始迅速衰减;振后饱和粉质黏土不排水剪应力路径表现出超固结性质,随着 β 的增加,应力路径由正常固结向轻似超固结,再向重似超固结发展。对于重塑土,循环荷载作用后其不排水抗剪强度变化较小。     

土石坝黏土心墙的材料动力特性试验

以土石坝黏土心墙料为研究对象,结合工程实际情况,考虑不同固结围压对黏土心墙料动力特性的影响。通过循环振动三轴试验,对黏土心墙料在选定的5组固结围压状态下表现出来的动力特性进行研究,得出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,固结围压对动弹性模量的影响较大,动弹性模量随固结围压的增大而提高;最大动弹性模量与平均主应力间具有良好的幂函数关系,随着平均主应力的增大呈指数增长;阻尼比曲线与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。     

深层海床粉质黏土动剪切模量和阻尼比试验研究

利用英国GDS公司研制的空心圆柱扭剪仪,采用应变控制,对琼州海峡海床埋深超过100m的粉质黏土进行动三轴试验,研究有效围压、塑性指数对其动剪切模量Gd和阻尼比的影响。研究发现:在相同条件下塑性指数越大动剪切模量越小,而阻尼比变化规律不明显;根据塑性指数IP、孔隙比e和有效围压σ0’建立了适合计算深层海床粉质黏土最大动剪切模量的经验公式,拟合出模量衰减曲线Gd/Gdmax-γd和阻尼比增长曲线λ-γd的经验公式并给出其上、下包络线拟合参数值。     

围压和固结应力比对砂卵石土动力特性的影响

通过砂卵石土室内动三轴试验，对砂卵石土的动力特性进行了较为深入的研究，得到了在不同围压、不同固结下砂卵石土的动强度和动模量的变化规律。试验结果表明，围压对动强度和动模量都有明显的影响，不同的固结应力比条件下，动强度及动模量变化也较大。     

围压和固结应力比对砂卵石土动力特性的影响

通过砂卵石土室内动三轴试验，对砂卵石土的动力特性进行了较为深入地研究。得到了在不同围压、不同固结下砂卵石土的动强度和动模量的变化规律。试验结果表明，围压对动强度和动模量都有明显的影响，在不同的固结应力比条件下动强度及动模量变化也较大。     

海积软粘土的单剪试验研究

开展了天津新港海积软粘土的一系列基于应变控制的单剪试验,研究了动剪切的频率、土样超固结比和剪切应变幅值对该土的等效动剪切模量影响,以及等效动剪切模量和阻尼比与动荷载作用时间的变化关系。试验结果表明:剪切频率越高或者土样的固结比越大,相同应变幅值对应的应力幅值和等效剪切模量越大,但是存在一个动荷载频率的阈值,低于此阈值,荷载频率对等效剪切模量的影响可以忽略;等效剪切模量随着循环振次增加而衰减,这种衰化主要发生在循环的初始阶段,超过一定的循环周次后,振动周次的影响逐渐减小;阻尼比受循环振次的影响较小。     

城市固体废弃物动力特性试验研究

参照杭州天子岭填埋场城市固体废弃物(MSW)主要成分,人工配制固体废弃物试样,利用中型动三轴试验仪研究其在较大应变范围内MSW的动力特性。MSW的动剪切模量Gd和阻尼比D随着动剪应变γd的变化曲线与泥炭土的相关曲线形状基本一致,并且在相同应变时数值相差不大。在相同的动剪应变水平下,随着围压的增大,Gd增加而D减小;当动剪应变增大时,Gd减小而D增大。由于MSW的高压缩性,初始孔隙比不同对试样的动力特性影响不大。同时进行了现场剪切波速试验,确定了最大动剪切模量Gdmax的估算式。为便于应用,建议了归一化Gd和D与动剪应变依赖关系的取值范围和平均值曲线,并将其与OII填埋场MSW动力特性的研究结果进行对比,可以看出MSW的成分对其动力特性的影响还是比较大。     

初始剪应力对外海回填土壤动态特性之影响

采用云林离岛工业区外海料源区土壤为试验用砂,考虑现有回填地之土壤条件,采用湿捣法制试样,探讨不同相对密度、有效围压应力及固结应力比等因素,进行一系列共振柱试验,以评估回填土於初始剪应力作用下之土动态特性。由试验结果分析得知,回填土壤之剪切模量有随固结应力比与有效围压应力之增加而增加之趋势,而最大剪切模量( Gmax) 亦随固结应力比与有效围压应力之增加而增加,同时不受初始相对密度不同之影响。另回填土壤因固结应力比所引致之最大剪切模量增量远大于孔隙变化所引致之增量。但固结应力比与有效围压应力对阻尼比之影响则较不明显。同时本研究在Hardin 与Richart(1963) 所建议之评估方式基础上进行修正,对云林外海土壤建立非等向压密条件下,最大剪切模量与不同剪应变所对应之剪切模式经验公式,可提供回填造地设计、施工及抗震分析之参考     

饱和黏土动剪切模量与阻尼比的试验研究

针对饱和黏土,利用土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪,通过不固结不排水条件下的循环扭剪和竖向-扭转耦合试验,着重探讨了大应变情况下分级加载历史和循环应力耦合对动剪切模量与阻尼比等动力特性的影响。对试验结果的分析表明:采用多个试样单级加载与采用一个试样分级加载试验得到的初始骨干曲线、动剪切模量与阻尼比都较为一致,采用分级加载试验测定动剪切模量与阻尼比是可行的;耦合循环应力中的轴向偏差应力对扭转向应力-应变滞回圈的倾斜程度及动剪切模量与阻尼比都有显著影响,尤其当扭转向循环剪应力较小时,可以认为轴向偏差应力的大小控制着动剪切模量的增大量,受扭转向剪应力的影响,轴向应力–应变滞回圈的变化模式较为复杂。     

砂卵石土动强度与动弹性模量试验分析

通过砂卵石土动三轴试验,深入研究了砂卵石土动力特性,得到了砂卵石土的动强度和动模量在不同围压及固结应力比条件下的变化规律。试验结果表明,围压是动强度提高的重要影响因素,固结应力比不同的条件下,动强度及动模量变化也较大。     

石灰改良路基土动弹性模量的影响因素分析

通过对石灰孜良土展开动三轴试验,分析研究了围压、频率、固结比、动应变、掺灰率等因素对上海地区石灰改良土动弹性模量及最大动弹性模量的影响规律,并结合等效线性模型,确定了不同试验务件下石灰改良土的最大动弹性模量.试验结果表明:石灰改良土动弹性模量及最大动弹性模量随着围压、掺灰率、固结比和频率的增加而增加;动弹性模量随着动应...