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循环荷载频率对K_0固结饱和粘土动力特性影响的试验研究

赵致艺  
【摘要】:通过k_0固结饱和粘土的不排水循环三轴试验,针对应力反向与无应力反向两种应力状态,研究了循环应力频率对粘土动力特性的影响。 首先,根据试验结果确定出不同频率条件下土体的循环强度曲线,通过分析发现随着循环频率的降低,土样的不排水循环强度在逐渐减小。对于无应力反向情况,频率从0.1Hz降低到0.01Hz,在循环破坏次数较少的情况下,循环强度降低1%左右,随着循环破坏次数的增加,频率对循环强度的影响逐渐减弱,当循环次数大于1000次之后,频率对循环强度几乎没有影响;当土样发生应力反向时,循环频率从0.1Hz降低到0.01Hz,循环强度降低3%左右,且频率的影响程度不随循环破坏次数发生变化。由此认为,循环应力频率对k_0固结饱和粘土的循环强度几乎没有影响。并将本文中的研究结果与已有研究结果进行了比较,推断可能是由于k_0固结状态减弱了频率对饱和粘土循环强度的影响程度。 其次,借助相同循环次数下的拟静力应力应变曲线考察循环频率对k_0固结饱和粘土循环变形的影响。试验结果表明,对应相同的循环次数,频率越低土样产生的循环应变越大;随着循环次数的增加,频率对应变的影响逐渐减弱,应力反向和无应力反向两种应力状态下均表现出了相同的规律。进一步依据试验结果拟合出拟静力应力应变关系式,并绘制较大循环次数下的拟静力应力应变关系曲线,结果显示当循环次数大于3000次时,循环次数对拟静力应力应变曲线几乎没有影响。 最后,通过土样破坏时的最终孔压比随循环应力比的变化关系研究循环频率对k_0固结饱和粘土超静孔压的影响。结果表明,当土样无应力反向时,循环频率对最终孔压比几乎没有影响;当土样发生应力反向时,循环频率对最终孔压的影响比较明显,最终孔压随循环频率的增大而减小,且循环频率的影响程度不随循环应力比发生变化。


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