Q黃土的等效循環(huán)荷載及動(dòng)力損傷變形特性研究.pdf

1、Seed等人關(guān)于等效循環(huán)荷載的研究成果是基于Miner線性累積損傷原理依飽和砂土為研究對(duì)象得出的,它是研究隨機(jī)振動(dòng)荷載作用下飽和砂土液化破壞的重要依據(jù),也是研究振動(dòng)荷載作用下土的強(qiáng)度變形特性及土體動(dòng)力穩(wěn)定性的重要基礎(chǔ)。該成果已經(jīng)廣泛應(yīng)用于各種土的研究,在土動(dòng)力學(xué)研究中發(fā)揮了重要作用。但是,將它應(yīng)用于結(jié)構(gòu)性Q3黃土的適用性需要進(jìn)一步驗(yàn)證。同時(shí),非飽和Q3黃土具有顯著的結(jié)構(gòu)性,動(dòng)荷作用下變形發(fā)展直至破壞的過(guò)程也是動(dòng)力結(jié)構(gòu)損傷發(fā)展的過(guò)程,考慮

2、Q3黃土的結(jié)構(gòu)性,開(kāi)展動(dòng)變形特性的研究具有重要的理論與實(shí)際意義。本文以Q3黃土為研究對(duì)象,通過(guò)諧波振動(dòng)三軸試驗(yàn)及隨機(jī)振動(dòng)三軸試驗(yàn),研究了Miner線性累積損傷原理對(duì)Q3黃土的適用性,依此為基礎(chǔ)研究了結(jié)構(gòu)性Q3黃土等效循環(huán)荷載。首先,基于隨機(jī)振動(dòng)理論利用Miner線性累積損傷原理結(jié)合非飽和原狀黃土的動(dòng)強(qiáng)度特征曲線,推導(dǎo)了適用于Q3黃土的等效循環(huán)次數(shù)計(jì)算公式,考慮了隨機(jī)荷載的頻率特性。試驗(yàn)比較表明,相同的破壞條件下,等效應(yīng)力幅值取隨機(jī)荷載最

3、大幅值的65％分析確定的等效循環(huán)振次變化范圍與循環(huán)振動(dòng)三軸試驗(yàn)測(cè)定的振次變化范圍基本一致,驗(yàn)證了等效循環(huán)荷載公式的正確性,但該公式計(jì)算的等效循環(huán)荷載小于等幅循環(huán)振動(dòng)的試驗(yàn)結(jié)果,實(shí)際應(yīng)用時(shí)需要修正。其次,基于Green等人對(duì)線性累積損傷原理的應(yīng)用,即土體遭受實(shí)際地震所吸收的能量與neq次等幅循環(huán)應(yīng)力作用下吸收的能量相等,提出了等效循環(huán)荷載的另一種確定方法。這種方法通過(guò)動(dòng)應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系確定等效循環(huán)一周消耗的能量時(shí)考慮了土的非線性。試驗(yàn)比較表明