岩土力学 ›› 2020, Vol. 41 ›› Issue (2): 601-611.doi: 10.16285/j.rsm.2019.0082

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

饱和珊瑚砂最大动剪切模量的 循环加载衰退特性及预测模型

梁珂1,陈国兴1, 2,刘抗1,王彦臻1   

  1. 1. 南京工业大学 岩土工程研究所,江苏 南京 210009;2. 南京工业大学 江苏省土木工程防震技术研究中心,江苏 南京 210009
  • 收稿日期:2019-03-07 修回日期:2019-05-05 出版日期:2020-02-11 发布日期:2020-02-12
  • 通讯作者: 陈国兴,男,1963年生,博士,教授,主要从事土动力学与岩土地震工程研究。E-mail:gxc6307@163.com E-mail:liangk91@163.com
  • 作者简介:梁珂,男,1991年生,博士研究生,主要从事珊瑚砂动力特性研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(No. 51678299);国家重点研发计划(No. 2017YFC1500403);江苏省研究生科研与实践创新计划(No. KYCX18_1057)。

Degradation properties and prediction model of maximum shear modulus of saturated coral sand under cyclic triaxial loading

LIANG Ke1, CHEN Guo-xing1, 2, LIU Kang1, WANG Yan-zhen1   

  1. 1. Institute of Geotechnical Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing, Jiangsu, 210009, China; 2. Civil Engineering and Earthquake Disaster Prevention Center of Jiangsu Province, Nanjing Tech University, Nanjing, Jiangsu 210009, China
  • Received:2019-03-07 Revised:2019-05-05 Online:2020-02-11 Published:2020-02-12
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (51678299), the National Key R&D Program of China (2017YFC1500403) and the Postgraduate Research & Practice Innovation Program of Jiangsu Province (KYCX18_1057).

摘要: 对南沙饱和珊瑚砂进行应变控制的不排水循环加载动三轴试验,分析了珊瑚砂的初始最大动剪切模量 特性,以及加载过程中的最大动剪切模量 的衰退规律。珊瑚砂的 比普通陆源砂的高;相比于陆源砂,平均有效围压 对珊瑚砂 的影响更大。珊瑚砂 与陆源砂 的差异主要由珊瑚砂颗粒形状不规则,存在内孔隙的特性引起。根据滞回圈加卸载应力反转处的斜率计算第N次循环加载的 。加载过程中最大动剪切模量的衰退主要由孔压的增长和结构损伤引起。相比于陆源砂,珊瑚砂的 随超静残余孔压比 增长而衰退的速率更快。现有陆源砂 - 模型无法反映珊瑚砂的 衰退规律。基于弹性应变能理论,提出了可以描述土体损伤状态的损伤参数 ,探究了不同加载模式下珊瑚砂 / 随 的发展规律,并建立了预测珊瑚砂 的损伤模型。

关键词: 珊瑚砂, 最大动剪切模量, 损伤状态, 弹性应变能, 动三轴试验

Abstract: A series of undrained strain-controlled cyclic triaxial tests was conducted on saturated Nansha coral sand. The properties of initial maximum shear modulus, of coral sand and the degradation properties of the maximum shear modulus, of coral sand during the cyclic loading were analyzed. The of coral sand is greater than that of terrigenous sands. Compared with terrigenous sands, the effective confining pressure, has stronger influence on the of coral sand. The difference between the values of coral sand and terrigenous sands is due to the irregular shapes and the inner pore of the coral sand grains. The of coral sand is determined by the slopes of the hysteresis loop at the stress reversal points. The degradation of the maximum shear modulus during the cyclic loading is caused by the increasing excess pore pressure and the structure damage of coral sand. The of coral sand decreases faster than that of terrigenous sands with the increasing excess pore pressure ratio, . The existing models for the prediction of of terrigenous sand were established by the relationship between and , and it is not applicable to coral sand. Based on the elastic strain energy theory, a new damage parameter, is introduced to research the relationship between / and of coral sand. Finally, a new prediction model of coral sand was proposed.

Key words: coral sand, maximum shear modulus, damage state, elastic strain energy, cyclic triaxial test

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