荷载历史对砂土最大剪切模量影响的共振柱试验研究

利用共振柱的非共振模式对干砂试样施加先期动荷载,系统研究先期循环次数、预荷载频率、动预应力比、密实度、制样方法、先期剪切模式及围压静置时间等因素对砂土最大剪切模量的影响。试验结果表明:当先期循环次数小于某一阈值时,最大剪切模量随循环次数的增大而衰减;当达该阈值时,模量衰减率可达20%以上;之后,随循环次数增大而增长。最大剪切模量随循环次数的衰减程度随预荷载频率、动预应力比及砂土密实度的增大而减小,但其定性规律不受制样方法及先期剪切模式的影响。经历先期动荷载后,砂土最大剪切模量随围压固结时间的增长率仍很小,但较新鲜试样略大。砂土最大剪切模量随先期循环次数的变化关系是砂土结构密实化、土粒磨损作用、颗粒再定向或颗粒配位数定向共同影响的结果。

振动历史对砂土非线性剪切模量和阻尼比的影响

利用Stokoe共振柱的非共振模式对干砂试样施加先期扭剪振动,系统研究振动历史对砂土非线性动力特性的影响。研究发现:对某一砂样,存在一个阀值循环次数,小于该阀值前,砂土最大剪切模量随循环次数衰减,大于该阀值后,随之增大。砂土归一化剪切模量几乎不受预荷载频率影响,阻尼比随预荷载频率增大而增大。归一化剪切模量随循环次数增大而减小,阻尼比则随之增大。增大围压将减弱先期振动对归一化模量和阻尼比的影响,而降低围压将进一步放大先期振动的影响。振动历史对归一化剪切模量和阻尼比的影响是土颗粒之间磨损作用和颗粒竖向再定向作用的共同结果。