岩土力学 ›› 2022, Vol. 43 ›› Issue (6): 1523-1532.doi: 10.16285/j.rsm.2021.1046

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

三维应力状态下饱和软黏土循环动力特性试验研究

李明枫1,王永政2,张婷婷3   

  1. 1. 瑞安滨海新区建设开发有限公司,浙江 瑞安 325200;2. 浙江省地矿勘察院有限公司,浙江 杭州 310000; 3. 温州职业技术学院 建筑工程学院,浙江 温州 325035
  • 收稿日期:2021-07-10 修回日期:2022-03-24 出版日期:2022-06-21 发布日期:2022-06-30
  • 通讯作者: 张婷婷,女,1983年生,硕士,讲师,从事土动力学及基础工程方面的研究工作。E-mail: knvnad@163.com E-mail:limingfengwz@163.com
  • 作者简介:李明枫,男,1978年生,学士,高级工程师,主要从事土力学及基础工程方面的研究工作。
  • 基金资助:
    温州市科技计划项目(No.S20180004)

Experimental study of cyclic dynamic behaviors of saturated soft clay in three-dimensional stress state

LI Ming-feng1, WANG Yong-zheng2, ZHANG Ting-ting3   

  1. 1. Ruian Binhai New Area Construction and Development Co., Ltd., Ruian, Zhejiang 325200, China; 2. Zhejiang Geological and Mineral Exploration Institute Co., Ltd., Hangzhou, Zhejiang 310000, China; 3. School of Civil Engineering and Architecture, Wenzhou Polytechnic, Wenzhou, Zhejiang 325035, China
  • Received:2021-07-10 Revised:2022-03-24 Online:2022-06-21 Published:2022-06-30
  • Supported by:
    This work was supported by the Science and Technology Research Program of Wenzhou City (S20180004).

摘要: 在三维应力空间中,基于循环大主应力与循环中主应力的耦合模拟交通荷载下竖向循环正应力与平行于道路方向的水平向循环正应力的耦合,构建了循环大、中主应力耦合应力路径,定义了循环应力路径表征参数——循环中主应力系数bcyc。通过GDS动静真三轴仪,对正常固结饱和软黏土进行了一系列循环大、中主应力耦合应力路径下的不排水循环加载试验,重点分析了循环中主应力系数及循环应力比对正常固结软黏土长期循环动力及安定特性的影响。试验结果表明:三维应力状态下,循环中主应力系数的增大提升了土体回弹模量,抑制了累积大主应变的发展,并且累积大主应变与循环中主应力系数呈线性关系。基于安定理论,确定了循环大、中主应力耦合应力路径下饱和软黏土的容许循环应力比,同时发现循环中主应力系数的增加引起了容许循环应力比的上升。

关键词: 真三轴试验, 饱和软黏土, 累积应变, 回弹模量, 容许循环应力比

Abstract: A coupling condition of cyclic major and intermediate principal stresses was applied to simulate the coupling of vertical cyclic normal stress with the horizontal cyclic normal stress parallel to the road direction under traffic load in three-dimensional stress space. A stress path with coupling of cyclic major and intermediate principal stresses was then proposed, and the coefficient of cyclic intermediate principal stress bcyc was defined as the characterization parameter of cyclic stress path. A series of undrained cyclic true triaxial tests under coupling of cyclic major and intermediate principal stresses was performed in normally consolidated saturated soft clay by GDS cyclic true triaxial apparatus. The effects of coefficient of cyclic intermediate principal stress and cyclic stress ratios on the long-term shakedown characteristics of normally consolidated soft clay under undrained conditions were analyzed. The experimental results show a significant increase of resilient modulus induced by increasing the coefficient of cyclic intermediate principal stress, which restrains the development of cumulative major principal strain. The cumulative major principal strain has a linear relationship with the coefficient of cyclic intermediate principal stress in the three-dimensional stress state. On the basis of the shakedown theory, the allowable cyclic stress ratios under coupling of cyclic major and intermediate principal stresses were determined, and it was also found that the allowable cyclic stress ratios increased with increasing the coefficient of cyclic intermediate principal stress.

Key words: true triaxial tests, saturated soft clay, cumulative strain, resilient modulus, allowable cyclic stress ratios

中图分类号: 

  • TU435
[1] 张锋, 唐康为, 尹思琪, 冯德成, 陈志国, . 冻融粉质黏土的剪切波速与动态回弹模量及其转换关系[J]. 岩土力学, 2023, 44(S1): 221-233.
[2] 张晶, 杨吉红, 卢正, 唐楚轩, 刘杰. 考虑非饱和路基性能劣化的路表振动响应研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(S1): 678-686.
[3] 石磊, 张希巍, . 超深钻岩芯地质环境真三轴试验装置研制及应用[J]. 岩土力学, 2023, 44(7): 2161-2169.
[4] 崔瑜瑜, 吴立鹏, 沈兴华, 王兴召, 秦亚琼, 刘杰, 卢正, 吴磊, . 粉质黏土基坑卸荷隆起变形的简化计算方法[J]. 岩土力学, 2023, 44(5): 1425-1434.
[5] 王泽驰, 邵帅, 魏军政, 邵生俊, 沈晓钧, 吴昊, . 考虑中主应力变化的原状黄土变形特性研究[J]. 岩土力学, 2023, 44(3): 854-860.
[6] 姜玥, 周辉, 卢景景, 高阳, . 空心圆柱砂岩真三轴试验研究[J]. 岩土力学, 2022, 43(4): 932-944.
[7] 刘婕, 张黎明, 丛宇, 王在泉, . 真三轴应力路径花岗岩卸荷破坏力学特性研究[J]. 岩土力学, 2021, 42(8): 2069-2077.
[8] 王家全, 畅振超, 唐毅, 唐滢, . 循环荷载下加筋砾性土填料的动三轴试验分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(9): 2851-2860.
[9] 姜景山, 左永振, 程展林, 潘家军, . 不同密度粗粒料强度特性的大型真三轴试验[J]. 岩土力学, 2020, 41(8): 2601-2608.
[10] 童星, 袁静, 姜叶翔, 刘兴旺, 李瑛, . 基于Mindlin解的基坑分层卸荷附加应力计算 及回弹变形的多因素影响分析[J]. 岩土力学, 2020, 41(7): 2432-2440.
[11] 姜景山, 左永振, 程展林, 潘家军, 张超, 韦有信, . 应力状态对粗粒料力学特性影响的大型真三轴试验[J]. 岩土力学, 2020, 41(11): 3563-3572.
[12] 宫凤强, 伍武星, 李天斌, 司雪峰, . 深部硬岩矩形隧洞围岩板裂破坏的试验模拟研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(6): 2085-2098.
[13] 罗丹旎, 苏国韶, 何保煜, . 不同饱水度花岗岩的真三轴岩爆试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(4): 1331-1340.
[14] 黄珏皓, 陈 健, 孔令智, 刘府生, 柯文汇, 邱岳峰, 李健斌, . 考虑循环围压与振动频率影响的 饱和软黏土动力特性试验研究[J]. 岩土力学, 2019, 40(1): 173-182.
[15] 肖晓春, 丁 鑫, 潘一山, 吕祥锋, 吴 迪, 王 磊, 樊玉峰, . 含瓦斯煤岩真三轴多参量试验系统研制及应用[J]. 岩土力学, 2018, 39(S2): 451-462.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 徐金明,羌培,张鹏飞. 粉质黏土图像的纹理特征分析[J]. , 2009, 30(10): 2903 -2907 .
[2] 梁桂兰,徐卫亚,谈小龙. 基于熵权的可拓理论在岩体质量评价中的应用[J]. , 2010, 31(2): 535 -540 .
[3] 于琳琳,徐学燕,邱明国,闫自利,李鹏飞. 冻融作用对饱和粉质黏土抗剪性能的影响[J]. , 2010, 31(8): 2448 -2452 .
[4] 王 伟,刘必灯,周正华,王玉石,赵纪生. 刚度和阻尼频率相关的等效线性化方法[J]. , 2010, 31(12): 3928 -3933 .
[5] 王海波,徐 明,宋二祥. 基于硬化土模型的小应变本构模型研究[J]. , 2011, 32(1): 39 -43 .
[6] 曹光栩,宋二祥,徐 明. 山区机场高填方地基工后沉降变形简化算法[J]. , 2011, 32(S1): 1 -5 .
[7] 刘华丽 ,朱大勇 ,钱七虎 ,李宏伟. 边坡三维端部效应分析[J]. , 2011, 32(6): 1905 -1909 .
[8] 刘年平 ,王宏图 ,袁志刚 ,刘竟成. 砂土液化预测的Fisher判别模型及应用[J]. , 2012, 33(2): 554 -557 .
[9] 王卫东 ,李永辉 ,吴江斌 . 超长灌注桩桩-土界面剪切模型及其有限元模拟[J]. , 2012, 33(12): 3818 -3824 .
[10] 卫振海 ,王梦恕 ,张顶立 . 土结构强度模型研究[J]. , 2013, 34(1): 40 -46 .