各向异性固结下饱和珊瑚砂超静孔压增长的能量模式

针对具有不同初始物理状态的饱和珊瑚砂,开展了不同固结条件下循环应力主轴90°跳转的系列不排水循环剪切试验,研究了细粒含量FC、初始相对密度D_(r)、固结条件(固结围压p′0、固结方向角α_(c)和固结比k_(c))以及循环加载条件(循环加载频率、循环加载路径和循环应力比)对饱和珊瑚砂的超静孔压u_(e)与累积耗散能W关系的影响。u_(e)与W的关系受土性条件和固结条件的影响显著,而不依赖于循环加载条件。当FC低于阈值细粒含量时,试样液化所需累积耗散能(W_(s))随FC的增加而减少,而随D_(r)的增大而增大。均等固结条件下试样液化所需累积耗散能随p′0的增加而增加;对于各向异性固结试样,u_(e)的稳定值随αc的增加呈现出先增后减的趋势;而随kc的增大而减小。引入等效骨架孔隙比e_(sk)^(*)描述珊瑚砂的物理状态,发现均等固结条件下饱和珊瑚砂的超静孔压比r_(u)与规准化累积耗散能WR的关系曲线具有唯一性,提出考虑α_(c)及k_(c)的经验参数,建立了适用于不同物理状态和复杂应力条件的饱和珊瑚砂修正ru随WR增长的反正切函数能量模型。

不同循环应力路径下饱和珊瑚砂超静孔压增长的改进应力模型

为探究复杂循环加载下不同相对密实度D_(r)的珊瑚砂超静孔压u_(e)增长特性,利用GDS空心圆柱扭剪仪对饱和珊瑚砂进行了系列循环应力主轴90°跳转的均等固结不排水循环剪切试验。试验表明,循环应力路径、应力水平和D_(r)显著影响饱和珊瑚砂u_(e)增长模式;建立了适用于不同D_(r)和循环加载模式的超静孔压比r_(u)表达式,引入单元体循环应力比USR作为表征复杂循环应力路径的应力指标,给出了模型参数λ_(1)和θ基于USR和D_(r)的表达式。所建立的r_(u)表达式对复杂循环加载模式下不同D_(r)的饱和珊瑚砂r_(u)增长有较好的预测效果。文献中不同类型砂的试验数据独立验证了所建立的r_(u)表达式的适用性。