岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (9): 2648-2656.doi: 10.16285/j.rsm.2022.1497

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

循环加载频率对饱和珊瑚砂液化特性的影响

杨铮涛1,秦悠1,吴琪1, 2,陈国兴1, 2   

  1. 1. 南京工业大学 岩土工程研究所,江苏 南京 210009;2. 江苏省土木工程防震技术研究中心,江苏 南京 210009
  • 收稿日期:2022-09-26 接受日期:2022-12-30 出版日期:2023-09-11 发布日期:2023-09-02
  • 通讯作者: 陈国兴,男,1963年生,博士,教授,主要从事土动力学及岩土地震工程研究。E-mail: gxc6307@163.com E-mail: yzt0628@163.com
  • 作者简介:杨铮涛,男,1998年生,硕士研究生,主要从事土动力学研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(No.52278503)

Influence of cyclic loading frequency on liquefaction behaviors of saturated coral sand

YANG Zheng-tao1, QIN You1, WU Qi1, 2, CHEN Guo-xing1, 2   

  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, Jiangsu 210009, China
  • Received:2022-09-26 Accepted:2022-12-30 Online:2023-09-11 Published:2023-09-02
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (52278503).

摘要: 人们对循环加载频率f对饱和石英砂液化特性的影响已进行大量的不排水循环试验研究,但循环加载频率f对饱和珊瑚砂液化特性的影响尚未引起重视。为探究f对饱和珊瑚砂液化特性的影响,针对中密、均等固结的饱和珊瑚砂试样,开展了f = 0.01~1.00 Hz、循环主应力路径90º跳转的系列不排水循环剪切试验。试验表明:孔压比ru和广义剪应变γg的增长速率随f增大而降低,到达初始液化所需的液化次数NL随f增大而增大;不同循环加载方式引起的广义剪应变幅值γga与峰值孔压比rumax存在事实上的唯一性关系,且γga可表示为以rumax为自变量的正切函数;f的增大会减弱试样的剪胀性。引入单元体循环应力比USR作为施加于试样的循环应力水平指标,USR−NL关系曲线随f的增大而移向右上侧,不同f的USR−NL关系曲线均服从相同形式的负幂函数。这意味着饱和珊瑚砂的抗液化强度随f的增大而增大。

关键词: 饱和珊瑚砂, 液化特性, 加载频率, 循环加载模式, 抗液化强度

Abstract: The influence of cyclic loading frequency f on the liquefaction behaviors of saturated quartz sands during undrained cyclic laboratory tests has been investigated extensively, but rare studies reported on the effect of f on the liquefaction behaviors of saturated coral sands. To better understand the effects of the f on the liquefaction behaviors of saturated coral sand, a series of undrained cyclic shear tests is performed on isotropically consolidated, medium dense saturated specimens subjected to the 90º jump of principal stress in the range of f = 0.01−1.0 Hz. For all loading patterns investigated, the growth rates of the excess pore water pressure ratio ru and the generalized shear strain γg decrease with the increase of f; the number of liquefaction NL required to cause the initial liquefaction increases with f; a unique tangent correlation function exists between the generalized shear strain amplitude γga and the peak excess pore pressure ratio rumax (rumax is independent variable); and an increase in f weakens the dilatancy of the specimen. By introducing a unit cyclic stress ratio USR as a proxy for cyclic stress level acting on the specimen during the cyclic testing, USR versus NL curves moves to the upper right with f, a unified form of power-law function of the correlation exists between USR and NL regardless of f. This indicates that liquefaction resistance of saturated coral sands increases with f.

Key words: saturated coral sand, liquefaction behavior, loading frequency, cyclic loading pattern, liquefaction resistance

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