循環(huán)荷載下粉質(zhì)粘土特性的試驗研究?

楊傳成 王津津 蔡文霞（山東省地震工程研究中心，濟(jì)南 252000）

循環(huán)荷載下粉質(zhì)粘土特性的試驗研究?

楊傳成 王津津 蔡文霞
（山東省地震工程研究中心，濟(jì)南 252000）

?基金項目：山東省自然基金（ZR2012DM005），山東省地震局合同制項目（15Y23）資助。

隨著土木工程的發(fā)展，各類土在循環(huán)荷載下的累積變形和強(qiáng)度問題引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注，對于粉質(zhì)粘土的研究，迄今已有非常豐富的文獻(xiàn)資料，研究方法眾多，其中室內(nèi)動三軸試驗研究是最常用的研究手段之一。由于循環(huán)加載中頻率的變化與加載速率有關(guān)，本文進(jìn)行了循環(huán)荷載下粉質(zhì)粘土力學(xué)特性的試驗研究。循環(huán)荷載作用下土的應(yīng)變是反映土體循環(huán)特性的一個重要因素，本文利用應(yīng)力控制方式對粉質(zhì)粘土進(jìn)行了在幾個不同循環(huán)應(yīng)力、不同加荷頻率條件下的循環(huán)三軸實驗，研究分析循環(huán)應(yīng)力和加荷頻率對粉質(zhì)粘土應(yīng)變特性的影響。利用了北京市新技術(shù)研究所生產(chǎn)的DDS-70動三軸試驗系統(tǒng)，對粉質(zhì)粘土進(jìn)行了許多室內(nèi)動三軸固結(jié)不排氣(水)試驗，就軸向循環(huán)應(yīng)力的變化、加荷頻率的變化以對粉質(zhì)粘土變形的影響進(jìn)行了研究。

1　試樣選取與制備

試驗所用土樣取自北京通州地震小區(qū)劃中兩個鉆孔在相近深度處切取塊狀土樣，使試驗土樣具有較好的均一性和接近原位土體的力學(xué)特性，見表1。試樣首先按規(guī)定的方法制備，試樣高為80 mm，直徑為39.1 mm。試驗時在一定的固結(jié)比應(yīng)力下固結(jié)，待固結(jié)完成后，在不排水的條件下施加動應(yīng)力進(jìn)行試驗。

表1　試樣編號、物理性質(zhì)指標(biāo)

2　試驗過程與方法

試樣制成后在150 kPa圍壓下進(jìn)行均壓固結(jié)，待固結(jié)完成后施加正弦荷載。共進(jìn)行了兩種循環(huán)應(yīng)力下不同頻率的動力試驗，實驗結(jié)果圖略。

循環(huán)應(yīng)力為δc=0.9δf，δt=50 kPa，加載頻率分為1 Hz，2 Hz，5 Hz三組。

循環(huán)應(yīng)力為δc=0.5δf，δt=50 kPa，加載頻率分為1 Hz，2 Hz，5 Hz三組。

3　試驗結(jié)果

通過循環(huán)動三軸試驗，研究了循環(huán)荷載作用下加荷頻率、循環(huán)應(yīng)力對粉質(zhì)粘土動力特性的影響，由試驗結(jié)果可得如下主要結(jié)論：在循環(huán)應(yīng)力較大時，粉質(zhì)粘土呈現(xiàn)出明顯的頻率效應(yīng)。隨著頻率的增加，應(yīng)變幅值逐漸減小；循環(huán)應(yīng)力的大小影響著應(yīng)變的發(fā)展趨勢。循環(huán)應(yīng)力比較大時，應(yīng)變隨加荷周數(shù)的增加迅速增加：循環(huán)應(yīng)力比較小時，隨著加荷周數(shù)的增加，應(yīng)變逐漸增加，在較大的加荷周數(shù)下才達(dá)到破壞。循環(huán)應(yīng)力比很小時，應(yīng)變趨向穩(wěn)定，土體并不發(fā)生破壞。