原状黄土基于动扭剪试验的动力特性研究

通过动静扭剪三轴仪对兰州原状黄土的动应力应变曲线及本构关系、动剪切模量和动阻尼比变化特性进行研究。结果表明,3种类型黄土的动应力应变关系呈双曲线型;3种黄土在不同的固结应力作用下,动剪切模量都随动应变的增加而减小,且减小的幅度越来越小;在固结应力作用相同的情况下,最大动剪切模量大小依次为：干型黄土〉湿型黄土〉饱和黄土;固结应力比相等时,围压越大,3种黄土的最大动剪切模量也越大;原状黄土的阻尼比一般在0.2~0.3之间且阻尼比λ与动剪应变对数lg（γd）具有线性相关性。

循环扭剪作用下黄土的动剪切特性试验研究

原状黄土具有显著的结构性,在增湿及循环剪切作用下均可导致其结构破坏。通过不同固结围压条件下大尺寸原状黄土圆筒试样的动扭剪试验,测试分析了原状黄土从小应变到大应变的动应力应变关系,动剪切模量和阻尼比的变化规律,以及逐级增大循环扭剪作用下黄土的剪切强度。得到了10-5~10-2剪切应变范围内黄土动剪切模量随固结围压和含水率的变化规律,分析了黄土最大动剪切模量随黄土构度的变化规律。建立了黄土最大动剪切模量与构度和固结围压的关系式。揭示不同固结围压条件下不同含水率黄土的阻尼比随动剪应变对数值的变化分布在一个带内;循环扭转作用下圆筒黄土样存在两组破坏面。

黄土的动扭剪震陷特性试验研究

原状结构性黄土具有显著的动力易损性。地震作用下黄土的骨架结构遭到破坏,使得土骨架结构的颗粒重新排列而变得致密,土的架空孔隙结构塌陷,孔隙体积减小,宏观上表现为黄土产生震陷变形。通过西安原状黄土在不同含水率、不同固结围压条件下的动扭剪试验,表明不同含水率筒状黄土试样的轴向变形非线性累积增长,径向和环向变形近似等于零。测试分析了黄土在动扭剪过程中孔隙结构塌陷的累积体应变表征震陷性的震陷系数,以及动剪应力幅值、振次、含水率及固结围压对黄土震陷系数的影响。揭示黄土的震陷系数随动剪应力幅值、循环振次、固结围压和含水率的增大而增加,建立了黄土震陷系数与动剪应力、振次、固结围压和含水率之间的关系式,提出了黄土震陷变形预测的一种途径。

动扭剪荷载作用下兰州黄土动力特性试验研究

根据初始含水率W0的不同,把兰州原状黄土分为干型黄土、湿型黄土和饱和黄土。采用动扭剪仪对这3种类型黄土分别进行了研究,主要研究了兰州黄土的动应力应变本构关系、阻尼比变化特性和动强度特性并给出了相应振次N为10,20和30次时的动强度指标值。研究结果表明,3种类型黄土的应力应变曲线呈双曲线型;阻尼比λ与动剪应变对数lg(γd)具有线性相关性;动强度受固结应力的影响各不相同并且动强度指标随振次的增大而减小,但内摩擦角减小的趋势相比黏聚力要小。

不同地区原状黄土动剪切模量与阻尼比试验研究

黄土在我国具有明显的区域分布特征,从空间平面上把握其动力特性参数的分布规律具有一定的现实意义。以不同含水率与不同应力状态下兰州、洛川、杨凌地区原状黄土为研究对象,进行动扭剪三轴试验,测定了黄土的动剪切模量与阻尼比的变化规律。结果表明,兰州、洛川、杨凌地区原状黄土的动剪切模量随动剪应变的增加而逐渐减小,且减小的幅度越来越小;含水率与固结应力对兰州、洛川、杨凌地区原状黄土的动剪切模量与初始动剪切模量影响显著;在相同含水率和固结应力下,兰州、洛川、杨凌地区原状黄土的初始动剪切模量在地理空间分布上具有一定的规律性,兰州地区黄土最小,洛川地区黄土次之,杨凌地区黄土最大,即从西北向东南方向增大;兰州、洛川、杨凌地区原状黄土的阻尼比总体上随动剪应变的增大呈现上升趋势,且三个地区原状黄土的阻尼比随动剪应变的增长速率也存在区域性差异,兰州地区黄土最大,洛川地区黄土次之,杨凌地区黄土最小,即从西北向东南方向减小。

《非饱和土试验方法标准》发布施行

《非饱和土试验方法标准》(以下简称标准),经中国工程建设标准化协会审查已批准发布,自2023年10月1日起施行,编号为T/CECS 1337-2023。标准共分26章和6个附录,主要技术内容包括总则、术语和符号、基本规定、土-水特征曲线测定试验、非饱和土侧限压缩试验、非饱和土直剪试验、黄土侧限增/减湿变形试验、抗拉强度试验、非饱和土三轴试验、水平土柱渗水试验、渗气试验、真三轴试验、恒体积法膨胀力试验、温控力学试验、蠕变试验、结构特征试验、化学-力学特性试验、振动三轴试验和共振柱试验、空心圆柱动扭剪试验、渗水模型试验、原位质量含水率与基质吸力检测试验、孔内剪切试验、原位多场综合监测、三轴试样全表面变形数字图像测量试验、三轴试样含水率分布测试试验、土的分散性鉴别试验等。

透明砂土与天然砂土动力特性对比

人工合成透明土材料在支撑岩土工程可视化模型试验技术领域得到了良好的应用。然而,关于该新型材料的动力特性研究仍相对缺少,一定程度上影响了其在动力相关模型试验中的推广应用。基于共振柱、动扭剪试验仪器,开展人工合成透明砂土的动变形与动强度特性试验研究,并与天然砂土及福建标准砂的相关动变形与动强度特性进行对比分析;透明砂土由折射率一致的熔融石英砂和混合油配制而成,混合油由15号白矿物油和正12烷按比例混合而成。试验测定并分析了透明砂土的动剪切模量-应变、阻尼比-应变、动剪切模量-阻尼比等关系曲线,以及孔压、动强度特征。试验结果表明,由熔融石英砂与混合油配制而成的透明砂土的动变形和动强度特性与天然砂土相似,可以模拟天然砂土材料开展动力相关模型试验研究。

不同地区非饱和黄土动力结构性研究

对兰州、洛川、杨凌地区黄土在不同含水率与不同应力状态下进行动扭剪三轴试验,测定了黄土的动剪应力-应变关系曲线;同时,依据Hardin-Drnevich双曲线模型,改进了基于动剪应力考虑的土结构性定量化参数,并应用该参数对三地区非饱和黄土的动力结构性进行了分析。结果表明,三地区非饱和黄土的动力结构性参数随动剪应变的增大先降低,而后保持在一个稳定的水平;含水率与固结应力对黄土的动力结构性影响显著,在相同的固结应力条件下,含水率越低,黄土的动力结构性参数越大,在相同的含水率条件下,固结应力越小,黄土的动力结构性参数越大;在相同的条件下,杨凌地区黄土的动力结构性最强,洛川地区黄土次之,兰州地区黄土最弱,即黄土的动力结构性在地理空间分布上存在从西北向东南方向增强的规律。

掺土粉煤灰的动强度及孔压发展规律

在动扭剪三轴仪上对不同黄土掺量的粉煤灰试样进行动力学试验,根据试验结果对掺土粉煤灰的动强度及孔压发展规律进行了分析。试验表明:随着掺土量的增加,掺土粉煤灰的动强度值有所下降,在同一固结比条件下,掺土量越大,产生破坏所需的动剪应力和破坏振次就越小;掺土粉煤灰的动强度指标中粘聚力随掺土量的增大而提高,而内摩擦角随掺土量的增加呈略微减小的趋势;随着掺土量的增加,孔隙水压力随振次比及轴向变形的增长速度逐渐变缓,在纯粉煤灰中掺入一定量的黄土,有助于提高粉煤灰的抗液化性能。

大连饱和黏土动力特性研究

利用"土工静力-动力液压三轴-扭转多功能扭剪仪",使用改进的真空抽吸法制备重塑饱和黏土空心试样,采用单独试样振后固结再振(加卸载)的试验方法,探讨了大连饱和黏土的动力特性.试验结果表明:在微小应变下避免孔隙水压力明显升高,使用单独试样通过改变固结压力的方法获得的最大动剪切模量Gmax和阻尼比ξ与用多个试样常规方法获得的结果很接近,是比较可靠的;卸压时的G随固结压力的减小而降低,下降的梯度比加压时的小.试验中将非接触式与接触式角位移计联合使用,以提高微小剪应变的测量精度.试验得到的归一化后的G/Gmax-γ和ξ/ξmax-γ基本落入一个很窄的范围内,并且由G/Gmax-γ和ξ/ξmax-γ关系曲线可用公式估算出G和ξ.采用这种单独试样振后固结再振的方法可以节省取样数量和解决土性不均匀问题,并且在试验结果可靠的基础上能够提供很多便利.

动主应力轴连续旋转下砂土的动强度

本文介绍用双向振动的动力扭剪仪模拟海洋波浪的加载形式，通过系统试验和对动主应力轴旋转和常规动扭剪试验结果的对比表明，考虑动主应力轴旋转，砂土的动强度将降低１５％左右．

不同地区黄土阻尼比变化特性试验研究

通过兰州、洛川、杨凌地区黄土在不同条件下的动扭剪三轴试验,研究了黄土阻尼比滞回圈形状变化的基本特性以及黄土阻尼比在不同固结压力、不同含水率条件下的变化规律。结果表明,黄土阻尼比滞回圈形状受动剪应变、含水率影响较明显;黄土阻尼比受一般的固结作用的影响并不大,但受含水率的影响较明显。根据含水率的不同,按照半对数坐标中的直线方程,分别给出了兰州、洛川、杨凌地区黄土阻尼比在不同固结压力下的拟合结果,并对拟合结果进行了对比分析;在此基础上,进一步对该三个地区黄土的阻尼比进行了汇总拟合,为西北相近地区黄土在中、大应变条件下的阻尼比取值提供了参考。