岩土力学 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (6): 1729-1738.doi: 10.16285/j.rsm.2022.1581

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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

秦悠1,杜歆宇1,马维嘉2,吴琪1, 3,陈国兴1, 3   

  1. 1. 南京工业大学 岩土工程研究所, 江苏 南京 211816;2. 南京理工大学 机械工程学院,江苏 南京 210094; 3. 江苏省土木工程防震技术研究中心,江苏 南京 211816
  • 收稿日期:2022-10-12 接受日期:2023-04-26 出版日期:2023-06-14 发布日期:2023-06-17
  • 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方面的研究工作。E-mail: gxc6307@163.com E-mail:qinyou94@163.com
  • 作者简介:秦悠,男,1994年生,博士研究生,主要从事土动力学方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金(No.52278503,No.52208350);南京工业大学优秀博士学位论文培育计划

A stress-based model for the generation of excess pore water pressure in saturated coral sand subjected to various cyclic stress paths

QIN You1, DU Xin-yu1, MA Wei-jia2, WU Qi1, 3, CHEN Guo-xing1, 3   

  1. 1. Institute of Geotechnical Engineering, Nanjing Tech University, Nanjing, Jiangsu 211816, China; 2. School of Mechanical Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing, Jiangsu 210094, China; 3. Civil Engineering and Earthquake Disaster Prevention Center of Jiangsu Province, Nanjing, Jiangsu 211816, China
  • Received:2022-10-12 Accepted:2023-04-26 Online:2023-06-14 Published:2023-06-17
  • Supported by:
    This work was supported by the National Natural Science Foundation of China (52278503, 52208350) and the Gultivation Program for the Excellent Doctoral Dissertation of Nanjing Tech University.

摘要: 为探究复杂循环加载下不同相对密实度Dr的珊瑚砂超静孔压ue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90º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Dr显著影响饱和珊瑚砂ue增长模式;建立了适用于不同Dr和循环加载模式的超静孔压比ru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 1θ 基于USR和Dr的表达式。所建立的ru表达式对复杂循环加载模式下不同Dr的饱和珊瑚砂ru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ru表达式的适用性。

关键词: 饱和珊瑚砂, 不排水循环剪切试验, 相对密实度, 循环应力主轴90o跳转, 超静孔压增长模型

Abstract: The excess pore water pressure (ue) in saturated coral sand with different relative densities (Dr) features complicated under complex cyclic loading conditions. In order to investigate its generation characteristics, a series of undrained cyclic shear tests subjected to 90º jump rotation of cyclic principal stresses with various orientations was conducted on such saturated coral sand. These laboratory cyclic tests by using the GDS hollow cylinder torsional apparatus showed that the patterns of ue generation in those test specimens are related to the paths of cyclic stress, levels of cyclic stress, and Dr. Then, the expression of excess pore water pressures ratio (ru) was established for different Dr values and cyclic loading modes. The unit cyclic stress ratio (USR) was introduced as a stress index for characterizing complex cyclic stress path, and the expressions of model parameters λ 1 and θ based on USR and Dr were proposed. The established expression of ru can predict the generation of ru in saturated coral sand with various Dr under complex cyclic loading modes. Experimental data of different sand types in the literature independently verify the applicability of the proposed equation for ru.

Key words: saturated coral sand, undrained cyclic shear test, relative density, 90o jump rotation of principal stress, generation model of excess pore water pressure

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