不同动应力路径下粉土动力特性试验研究

【摘要】： 动态空心圆柱扭剪仪(HCA)可以模拟地震荷载和波浪荷载等不同的循环荷载，在同一台仪器上可以探讨不同动应力路径下土的动力特性，以往这方面的研究大多针对砂土，而易于液化的粉土却一直被忽视。 本文回顾了HCA的发展和研究进展，介绍了浙江大学HCA的调试使用情况，并针对浙江大学购置的HCA的具体情况找到了空心圆柱重塑样的制样方法，研制了空心圆柱重塑样的击实工具。同时在HCA和HX-100两台土动仪器进行了福建标准砂的平行试验，验证了HCA仪器的可靠性。 在HCA上，将相同密度的粉土试样在相同的有效围压下各向均等固结后，进行了不同荷载形式(循环圆扭剪、循环椭圆扭剪、循环扭剪、循环三轴)的不排水动力试验。 不同动应力路径下粉土孔压具有相同的发展规律。本文提出临界破坏点的概念，用临界破坏点的孔压和振次对孔压振次曲线进行回归分析，归一化曲线与Finn提出的孔压公式拟合得很好。 不同动应力路径下，粉土的广义剪应变均会在发展到0.1～0.3％之间后出现拐点，之后变形急剧增大、试样很快破坏，临界破坏点的出现略滞后于应变拐点。 与饱和砂土的试验结果类似，不同动应力路径下粉土的动强度也存在较大差异：循环圆扭剪比循环扭剪的动强度低40％左右，略高于Ishihara降低30％的结果，与郭莹的结果及其接近。提出了加载效率的概念，对不同加载形式下各向异性不明显土样的动强差异给出了合理的解释。