不等向固結(jié)條件下砂土動(dòng)力特性及強(qiáng)度歸一化表征.pdf

1、土體的動(dòng)力特性不僅與動(dòng)荷載作用下其所經(jīng)歷的復(fù)雜動(dòng)應(yīng)力路徑有關(guān)，也與土體的初始應(yīng)力狀態(tài)密切相關(guān)。因此，在不同的初始條件下，深入研究飽和地基土體在復(fù)雜動(dòng)應(yīng)力路徑作用下的靜、動(dòng)力特性不僅是土動(dòng)力學(xué)與巖土地震工程研究中的關(guān)鍵課題，也是海洋工程設(shè)施設(shè)計(jì)中首要面對(duì)的實(shí)際問(wèn)題。
　　 本文首先通過(guò)一系列三軸試驗(yàn)，分析了不同反壓、圍壓下飽和砂土的應(yīng)力.應(yīng)變關(guān)系、孔壓發(fā)展規(guī)律，在幾種常用破壞取值標(biāo)準(zhǔn)下研究了反壓飽和對(duì)于試驗(yàn)結(jié)果的影響，從而為后文的

2、復(fù)雜動(dòng)應(yīng)力試驗(yàn)提供可靠條件。其次，以福建標(biāo)準(zhǔn)石英砂作為研究對(duì)象，在不同的初始固結(jié)條件下，利用空心圓柱扭剪儀進(jìn)行了一系列復(fù)雜動(dòng)應(yīng)力路徑試驗(yàn)，分析了飽和砂土在復(fù)雜動(dòng)應(yīng)力路徑下的變形、孔壓以及動(dòng)強(qiáng)度等特性，也探討了不同動(dòng)應(yīng)力路徑下其動(dòng)強(qiáng)度差異的本質(zhì)原因。主要結(jié)論如下：
　　 首先，固結(jié)不排水三軸試驗(yàn)中，反壓對(duì)砂土應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系、孔壓發(fā)展具有明顯影響，從而影響強(qiáng)度取值；而在固結(jié)排水試驗(yàn)中，施加不同的反壓對(duì)于砂土抗剪強(qiáng)度基本無(wú)影響；在不排水

3、剪切中，建議反壓設(shè)為300～500kPa，且在同一組試樣中采用統(tǒng)一的反壓對(duì)試樣進(jìn)行飽和；在破壞標(biāo)準(zhǔn)上，建議采用最大有效主應(yīng)力比(σ1'/σ3')max所對(duì)應(yīng)強(qiáng)度作為砂土的不排水抗剪強(qiáng)度。其次，在等向與非等向兩種固結(jié)方式下的復(fù)雜動(dòng)應(yīng)力試驗(yàn)中，應(yīng)變與孔壓的發(fā)展均相差較大，殘余孔隙水壓力比u/umax隨殘余廣義剪應(yīng)變?chǔ)胓的變化規(guī)律基本與動(dòng)應(yīng)力路徑的形式無(wú)關(guān)，但隨著Kc值的增大，其雙曲線形狀越明顯；在等向固結(jié)條件下，飽和砂土在圓形動(dòng)應(yīng)力路徑試驗(yàn)

4、下的動(dòng)強(qiáng)度最低，循環(huán)三軸與循環(huán)扭剪較高，而斜橢圓應(yīng)力路徑下飽和砂土的動(dòng)強(qiáng)度則處于前兩者之間；在相同動(dòng)應(yīng)力路徑下，固結(jié)Kc值越大，其動(dòng)強(qiáng)度均越大，且在不同的固結(jié)比下，各破壞標(biāo)準(zhǔn)下的動(dòng)強(qiáng)度規(guī)律并不相同；循環(huán)三軸或扭剪試驗(yàn)中，在不同廣義剪應(yīng)力比下試樣破壞時(shí)累積的耗散能量幾乎相同；現(xiàn)有的單位體積的累積剪切耗散能量簡(jiǎn)化計(jì)算方法不具有普遍適用性；加載效率與破壞振次之間存在近似的線性關(guān)系，且初步認(rèn)為試樣的固結(jié)比影響該線性關(guān)系的截距，而相對(duì)密實(shí)度影響斜