静-动荷载作用下不同固结度软黏土剪切特性研究

来源 :温州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaosanhuah
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在地震过程中,地基土受不同方向水平剪应力耦合作用,土体所受应力路径是极其复杂的。此外,尚未达到完全固结状态的滩涂土地基在静动力荷载作用下变形较大且极易失稳,故研究不同应力路径下低固结度软黏土的静动力响应特征是极其必要的。可为沿海地区滩涂土地基上的结构建筑物的设计与施工提供一定的参考依据。本文采用直剪仪和动单剪仪对温州重塑软黏土开展了一系列静动力试验,分析了不同固结度下温州重塑软黏土的静动力响应特性。具体内容包括:(1)对不同固结程度的温州软黏土进行了应变控制直剪试验,对比分析了不同竖向固结应力、剪切速率和固结度对温州软黏土剪切特性的影响。试验结果表明:软黏土抗剪强度随固结度增大逐渐增长,呈现出显著的非线性关系。当固结度较低时,抗剪强度随固结度增长较快;当固结度较高时,土体抗剪强度随固结度增加的趋势趋于平缓。基于此,提出了土体最优固结度概念,并确定了温州软黏土最优固结度介于0.65?0.85之间。进一步的研究结果表明,土体最优固结度与竖向固结应力和剪切速率无关。(2)对不同固结程度软黏土展开了一系列单向循环应力路径下单剪试验,探讨了固结度、循环应力比、循环次数等对土体循环特性的影响。研究结果表明:单向水平剪应力路径下,存在一个临界循环应力比,当所施加的剪应力小于临界循环应力比时,加载初期剪应变增长缓慢,随后剪应变达到一个稳定值,此时所产生剪应变远小于土体破坏标准;而当所施加的剪应力大于临界循环应力比时,在较少循环圈数下土体即可达到破坏状态。进一步研究结果表明固结度对土体临界循环应力比影响较大,固结度越高,土体临界循环应力比越大。(3)对温州软黏土进行了双向水平剪应力耦合作用下动单剪试验,研究了应力路径、固结度、圆形应力路径下循环应力幅值对软黏土动力特性响应的影响,对比分析了土体剪应变、应变路径、滞回圈、剪切模量发展规律。发现双向剪应力耦合作用下,剪应力相位差越大,试样剪应变越大且应变增长速率越快;当相位差相同时,土体固结度越大,剪应变越小,土体达破坏状态所需的循环圈数越多。随着所施加的循环应力比的增加,滞回圈面积逐渐增大,且逐渐向横轴靠近,表明土体刚度衰减响应加剧;此外,循环应力比越大不同固结度试样间滞回圈差异也越大。
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