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原文传递海底交通隧道下饱和软粘土动力特性试验研究

论文题名：	海底交通隧道下饱和软粘土动力特性试验研究
关键词：	海底交通隧道;软黏土地基;循环荷载;动力特性
摘要：	软黏土含水量高、压缩性大、强度低，工程性质较差，在我国东南沿海地区有广泛的分布。软黏土地基上修建的交通隧道设施在长期交通循环荷载作用下往往会产生较大沉降，影响隧道的正常使用和运营安全性。近年来随着社会经济和工程技术的飞速发展，人们开始将视野投向海洋，建设海底隧道工程，改善区域之间的交通联系。海底隧道与一般陆地隧道不同，高水头、高孔压是海底隧道建设和运营过程中面临的一个重要因素。海底隧道一旦发生事故，其损失将不可估量。　　本文利用浙江大学5Hz空心圆柱扭剪仪(ZJU-HCA)模拟海底交通隧道下饱和软黏土受交通荷载作用，对杭州地区饱和软黏土进行了一系列总次数高达10000次的主应力轴连续旋转的循环加载试验及动载加载后不排水剪切试验，研究饱和软黏土经历长期循环荷载作用的力学特性，为海底隧道工程设计提供参考，本课题为国家自然科学基金重点项目《海底盾构隧道岩土工程设计理论与对策》子课题，本文主要完成了以下工作: 　　1.探讨了ZJU-HCA模拟交通荷载作用时的可行性和局限性，提出了模拟加载方案。　　2.开展了一系列不同条件下高次数循环加载试验，从孔压、应变、模量三个方面对比研究不同条件下饱和软黏土动力特性的差异，试验中考虑的影响因素有: 　　(1)针对海底隧道工程中的高水头、高孔压条件，着重研究了静孔隙水压力的影响;(2)针对海底隧道的排水问题，研究排水条件的影响;(3)针对交通荷载（车辆、列车等）的行驶速度，研究加载频率的影响;(4)针对海底土体的超固结性状（历史作用），研究超固结比的影响。发现以上四个因素对于软黏土动力特性都有显著影响，总结了试验结果中体现的规律性，根据研究结果，对研究和工程实践提出了一些建议。　　3.在Monismith提出的指数公式的基础上，结合动态加载试验结果，提出了综合考虑静孔隙水压力、加载频率、超固结比的预测交通荷载长期作用下饱和软黏土的沉降计算模型。　　4.对经历长期动载作用后的试样进行不排水剪切试验，并与未经历动载作用的试样的试验结果进行对比，研究经历动载作用后饱和软黏土应力-应变关系、强度等静力特性的变化情况，并与现有结果对比，发现动载结束时试样的应变和孔压在一定范围之内时，经历长期动载作用后试样的强度并未发生变化，而应力-应变关系发生明显变化，主要体现在刚度强化和强度发挥提前两方面，结合动载加载时试样的动力特性，发现试样经历长期动载作用后弹性变形特征加强，并试着从微观层面解释以上现象。动载加载过程中的试验条件（除荷载大小和方向）对于动载后试样的静力特性没有影响，研究高次数循环加载后土体的静力特性是有必要的。
作者：	郝鑫
专业：	岩土工程
导师：	温晓贵;周建
授予学位：	硕士
授予学位单位：	浙江大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文