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应力路径下饱和软粘土的动力特性研究

沈娟  
【摘要】:在实际工程中,土体常常承受的是一种循环荷载,且存在着复杂的应力路径。土体不仅受到来自竖向的荷载,还有水平荷载以及周围土体的作用,将引起土体产生复杂的应力变化,从而影响土体的力学性质。通过土的应力路径可以模拟土体实际的应力历史,对全面研究应力变化过程对土的力学性质的影响,进而解决由于长期交通循环荷载下引起的地基沉降和城市地震型作用下的土体失稳等一些列工程灾害。故本文以温州地区的饱和软粘土为对象,进行不同应力路径下土体的静动力特性的试验研究。本文主要研究内容如下:(1)以温州地区的原状软粘土为研究对象,采用英国GDS循环围压动三轴试验系统进行了不同应力路径下的等向固结不排水试验研究,探讨单一应力路径加载和复杂应力路径加载下,饱和软粘土的应力-应变变化特征、强度与变形特性的影响。(2)利用英国GDS生产的循环变围压动三轴仪,通过双向耦合加荷的动力试验,选用正弦波模拟地震波,探究温州饱和软粘土的循环时程围压和偏应力变化曲线、时间应变发展曲线、滞回圈以及骨干线曲线图所呈现出来的规律。研究表明,应力路径是影响温州饱和软粘土动力特性中一项重要因素。(3)通过不同应力路径下土体的动力特性研究,得出动模量发展关系曲线图,探讨应力路径对土体动模量发展规律的影响。同时,通过定量的描述,分别采用Haridin-Drnevich模型和stokoe公式对动模量衰减规律进行拟合,得出stokoe公式更加准确地呈现动模量实际测量数据的变化发展规律。(4)通过英国GDS动静态真三轴对温州饱和软粘土进行强度与变形规律的静力试验研究,探讨中主应力系数对土体应力-应变、孔压-应变、有效应力路径和中主应变-大主应变等土体静力特性的变化规律。


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