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细粒含量对粉土液化及液化后影响的试验研究

曾长女  
【摘要】:液化是研究较早的课题,先后开展了砂土液化可能性影响因素研究、预测液化发生的经验公式研究、粉土液化研究、砂土液化后变形研究。到目前为止,还未见系统地研究粉土液化后问题。粉土是由砂粒、粉粒、粘粒三种颗粒组成的特殊土类,粉粒和粘粒统称为细粒。当粘粒、粉粒含量变化时粉土的动强度、振动孔压性状及液化后变形特性等问题都值得深入研究。 本文首先开展了细粒含量对粉土液化及液化后影响的试验。基于试验结果分析了细粒含量变化对粉土动强度的影响;建立了粉土振动孔压发展模式,考虑了细粒含量的影响规律;分析了不同影响因素下的粉土液化后应力—应变关系;最后进行了粉土地基液化后侧向变形预测。全文的主要研究内容如下: 1.利用河海大学全自动多功能静动三轴仪进行了液化试验,研究细粒含量对动强度的影响。粉土样的粘粒含量变化为3%、6%、9%、12%、15%,粉粒含量变化为50%、60%、70%、80%。试验结果表明,不仅干密度影响动强度,粘粒含量和粉粒含量变化对动强度影响也较大。干密度对动强度的影响已经进行得较多了,试验重点研究细粒含量变化对动强度的影响。当粘粒含量变化时,粘粒含量对动强度的影响并不是单调变化的,在粘粒含量为8%左右动强度达到最低值,这也与很多学者的结论相似。粉粒含量对液化动强度的影响呈单调变化,随着粉粒含量增加,动强度逐渐增加。通过分析颗粒在粉土液化过程中的作用初步解释了这两种现象。 2.试验研究了粉土振动孔压发展性状,本文的研究弥补了以往分析孔压发展的缺陷。试验记录了从动加载开始至初始液化然后继续施加动荷载的过程,试验在达到一定的液化程度才停止;而以往的研究在达到初始液化标准时就停止试验,这不能反映粉土振动孔压发展的全过程。由试验结果建立了一个粉土等压固结条件下的振动孔压发展模式,该模式含有两个试验系数a、b。试验还研究了不同粘粒含量和不同粉粒含量对孔压发展的影响。研究结果表明,系数b体现了细粒含量对粉土振动孔压发展的影响。通过分析振动过程中粘粒和粉粒含量变化时粉土的结构变化可解释细粒含量对粉土振动孔压的影响。 3.利用全自动多功能静动三轴仪的特殊功能,开展了粉土液化后变形特性试验。对粉土液化后变形的影响因素进行了讨论,考虑了不同干密度、不同有效固结压力、不同粘粒含量、不同粉粒含量、不同液化程度等对粉土液化后变形的影响。试验结果表明,粉土液化后变形分为两个阶段:低强度段和强度恢复段。低强度段应力很小,而产生的应变很大;强度恢复段应力逐渐恢复。干密度、有效固结压力、粘粒含量、粉粒含量、液化程度都对液化后变形的两个阶段有不同程度的影响。


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