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低频循环荷载下饱和软土的动力特性研究
| 论文题名： | 低频循环荷载下饱和软土的动力特性研究 |
| 关键词： | 道路工程;软土路基;循环荷载;动力特性 |
| 摘要： | 随着我国地铁、高速公路在东南沿海地区的大量修建，软土路基的变形和稳定性问题异常突出，掌握软黏土在交通荷载作用下的动力特性是这类工程科学合理设计与施工的前提条件。 本文在前人研究的基础上，利用SPAX-2000(改进型)静动真三轴测试系统对深圳近海的淤泥质软黏土进行低频循环荷载试验，研究了不同振动频率(0.1Hz、0.25Hz、0.5Hz、1Hz)、不同循环应力(20kPa、50kPa、65kPa)与不同固结条件(σ1'=σ2'=σ3'=200kPa、σ1'=σ2'=225kPa和σ3'=200kPa、σ1'=σ2'=250kPa和σ3'=200kPa)作用下淤泥的动力特性，主要研究内容及取得的成果如下: 1.加载频率的影响规律研究。加载频率对软黏土的孔压、累积塑性应变和应力-应变滞回圈的发展有关键影响，但对动弹性模量影响很小。在相同的循环应力幅值和固结应力下，随着加载频率的增大，孔压和累积塑性应变随之减小;振动频率0.5Hz对应的累积孔压和累积塑性应变分别比0.1Hz的最大可减小57％和77％。 2.循环应力幅值的影响规律研究。循环应力幅值是影响软黏土孔压、累积塑性应变和应力-应变滞回圈的关键因素，但对动弹性模量影响很小。在相同加载频率和固结应力下，随着循环应力幅值增大，孔压和累积塑性应变随之增大;当荷载幅值增大150％(由20kPa增大至50kPa)，对于的孔压和累积塑性应变最大可增大233％和103％。 3.固结方式的影响规律研究。固结方式对提高软黏土动弹性模量有关键影响，但对孔压和累积塑性应变的发展影响不大。在相同加载频率和循环应力幅值下，σ2'≠σ3'的偏压固结比等压固结的弹性模量高出316％;当σ2'增大12.5％(由200kPa增大至225kPa)，孔压和累积塑性应变最大只减小16％和24.5％。 4.循环荷载后土体的不排水抗剪强度发生改变，其中在低循环荷载20kPa，频率大于0.5Hz时，土体发生硬化，其余情况(50kPa和65kPa)均发生软化，抗剪强度衰减最大值达41％;同时土的微观结构由片状、大颗粒转变为团絮状。 5.建立了软黏土的动力特性指标和荷载参数的经验关系。 (1)孔隙水压力-振动次数N的经验关系式:u*=A+ BlnN+C(lnN)2+ D(lnN)3 (2)累积塑性应变-加载频率、循环应力幅值的饱和淤泥质黏土的关系:εd=A+lgf+B-A/1+10(C-N)×D+σd/σc+E (3)动弹性模量与固结比Kc的关系式:Ed=(A+Kc×B)εd(C+Kc×D)。 |
| 作者： | 罗启洋 |
| 专业： | 土木工程（岩土工程） |
| 导师： | 刘勇健 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 广东工业大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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