地震荷载作用下黄土的动应力–应变关系研究

对取自宁夏南部西吉县夏家大路喜家湾滑坡后缘的黄土进行动三轴试验,研究随机地震波作用下黄土的动应力–应变关系。考虑到地震输入荷载的振幅、持时、频谱成分对试验结果有较大影响,首先根据场区的宏观烈度资料,通过多元稳健回归和转换的方法,得到场区的地震烈度衰减关系和地震动衰减关系,在地震危险性分析的基础上,人工合成场地未来50 a超越概率10%的地震动时程,并据此作为输入激振波开展动力试验研究。由结果分析可见,随机地震波作用下黄土的应力–应变关系非常复杂,可以将其简化为一系列大小、位置及形状均不规则变化的椭圆形滞回圈,则任意时刻的剪切模量Gd可以表示为该时刻的动应力、应变以及固结压力的函数,并可以将函数变化为乘幂的形式,通过多组试验验证,试验结果和公式拟合结果相关性较好。

动荷载作用下RST轻质土变形特性的试验研究

废弃轮胎橡胶颗粒轻质混合土(简称RST轻质土)是由原料土、废弃轮胎橡胶颗粒、水泥和水按照一定比例混合而成的。RST轻质土可用于路基填土、管道回填和防止桥头跳车等工程中,因此,研究其在动荷载作用下的变形特性具有重要的理论意义和工程应用价值。首先对RST轻质土的原材料进行了物理性质研究,然后进行了试样配比方案和试验加载方案的设计,最后通过室内动三轴试验研究了围压、橡胶颗粒含量、水泥掺入量对RST轻质土动变形特性的影响规律。研究结果表明:不同围压下RST轻质土的动应力–应变关系呈双曲线,在相同动应力条件下,RST轻质土的动应变随围压和水泥掺入量的增大而减小;在相同应变条件下,RST轻质土的动弹性模量随围压和水泥掺入量的增大而变大,随橡胶颗粒含量的增加而减小,且橡胶颗粒掺入量增多时,d d E-?曲线趋于平缓。

EPS混合土的动模量和阻尼比特性

作为一种路堤填料,EPS混合土在动力荷载作用下的模量和阻尼比是进行路堤动力稳定性分析的重要参数。开展了15个循环扭剪试验研究EPS混合土的动力特性,分析了EPS混合土的骨干曲线、模量以及阻尼比特性,重点讨论了配合比和初始固结条件的影响。结果表明,EPS混合土具有典型的动力非线性特征,受水泥土强度和初始应力状态控制;EPS掺入比对混合土的初始剪切模量几乎无影响,但土体进入非线性阶段后,EPS颗粒对混合土强度的削弱作用明显;EPS颗粒与水泥土间薄弱接触面的动力行为导致"结构阻尼"效应,是混合土阻尼机制的重要组成;EPS混合土的初始剪切模量随试样初始小主应力增大而增大,其模量衰减特性与初始小主应力和EPS掺入比显著相关。基于试验结果,给出了描述EPS混合土骨干曲线、模量衰减和阻尼比增长特性的经验模型。

循环作用下粘土应变软化研究

循环荷载作用下,饱和软粘土将发生应变软化现象。通过对杭州饱和软黏土进行应力控制的循环三轴试验,研究循环次数、循环应力比、固结比、频率、超固结比对土体应变软化的影响。试验结果表明,循环次数的增加,循环应力比的提高,都将加快土体软化;循环荷载作用下,软黏土存在临界循环应力比,当循环应力比较小或较大时,软化指数与lgN近似为线性关系,而当循环应力比在临界循环应力比左右时,两者表现为明显的曲线关系。