›› 2011, Vol. 32 ›› Issue (7): 1931-1938.

• 基础理论与实验研究 • 上一篇    下一篇

复杂应力条件下原状饱和海洋黏土残余变形特性试验研究

刘功勋1, 2,栾茂田2,唐小微2,邵 琪2,张俊峰2   

  1. 1. 中交上海航道勘察设计研究院有限公司 中交疏浚技术重点实验室,上海 200120; 2. 大连理工大学 土木工程学院 岩土工程研究所,辽宁 大连 116024
  • 收稿日期:2009-11-16 出版日期:2011-07-10 发布日期:2011-06-30
  • 通讯作者: 栾茂田,男,1962年生,博士,博士生导师,教授,主要从事岩土力学与岩土工程、非线性土动力学与岩土地震工程等方面的科研与教学工作。E-mail: mtluan@dlut.edu.cn E-mail:lgxdlut@yahoo.com.cn
  • 作者简介:刘功勋,男,1978年生,博士,工程师,主要从事软土工程等方面的试验与理论研究工作。
  • 基金资助:

    国家自然科学基金重点基金资助项目(No. 50639010);国家自然科学基金资助项目(No. 51079018,No. 50779003)

Experimental study of characteristics of residual deformation of undisturbed saturated marine clay under complex stress conditions

LIU Gong-xun1, 2,LUAN Mao-tian2,TANG Xiao-wei2,SHAO Qi2,ZHANG Jun-feng2   

  1. 1. Key Lab. of Dredging Technology, Shanghai Waterway Engineering Design and Consulting Co., Ltd. of CCCC, Shanghai 200120, China; 2. Institute of Geotechnical Engineering, School of Civil Engineering, Dalian University of Technology, Dalian, Liaoning 116024, China
  • Received:2009-11-16 Online:2011-07-10 Published:2011-06-30

摘要: 针对取自黄河三角洲地区的原状饱和海洋软黏土,进行了一系列非均等固结条件下的应力控制式双向耦合循环剪切试验,着重探讨了初始大主应力方向角?0、循环剪切荷载分量比R以及循环应力水平(用循环应力比Rc来表示)对饱和海洋黏土残余变形特性的影响。试验结果表明,?0对循环剪切过程中产生的残余轴向应变?r、破坏时的?r以及残余轴向应变比?r /?rmax与循环次数比N/Nf之间的关系具有显著影响。随着R值减小,循环剪切过程中产生的?r逐渐减小,且破坏时的?r亦逐渐减小。对应相同N/Nf,随着R值减小,?r /?rmax值先增大后减小。试验数据经归一化处理后,不同R值对应的εr /εrmax-N/Nf关系曲线集中于一个狭窄的条带内,可用统一的表达式来表示。?0 =0°与90°时,不同R值对应的残余剪应变?r –循环次数N关系曲线差异性并不十分明显,而?0 =30°与60°时,R对?r -N关系影响显著。低应力与高应力水平循环荷载作用下?r与?r随N的增加变化规律差异性明显,分别建议了相应的?r /?rmax-N/Nf关系表达式。

关键词: 原状饱和黏土, 三向非均等固结, 双向耦合循环剪切, 主应力轴持续旋转, 循环应力水平, 残余变形

Abstract: Through a series of stress-controlled bi-directional cyclic shear tests under different three-dimensional anisotropic consolidation stress conditions on the undisturbed saturated marine soft clay from the yellow river delta area, the effects of the initial orientation angle of the maximum principal stress ?0, the ratio of the two stress components R and the cyclic stress level (expressed by cyclic stress ratio Rc) on the characteristics of residual deformation of the saturated marine clay are examined. The test results show that the ?0 has remarkable effect on the residual axial strain ?r caused by cyclic loading, ?r at failure and the relation between ratio of residual axial strain ?r /?rmax and ratio of number of cycles N/Nf . Both ?r caused by cyclic loading and ?r at failure decrease with a decrease of R. At the same N/Nf , ?r /?rmax increases at first then decreases with a decrease of R. The relation curves of ?r /?rmax -N/Nf with different R concentrate in a narrow strip and can be expressed by a unified expression by normalizing the test data. At ?0 =0° and 90°, the differences of relation curves between residual shear strain ?r and cycle number N with different values of R are not remarkable. While at ?0 =30° and 60°, the R has significant influence on the relation curves between ?r and N. The differences of the variation regularities of ?r and ?r under low stress level and high stress level with an increase of N are obvious. The relational expressions between ?r /?rmax and N/Nf are proposed.

Key words: undisturbed saturated clay, three-directional anisotropic consolidation, bi-directional cyclic shear, continuous rotation in principal stress direction, cyclic stress level, residual deformation

中图分类号: 

  • TU 411
[1] 李 帅,朱万成,牛雷雷,李如飞,李少华. 动态扰动对应力松弛岩石变形行为影响的试验研究[J]. , 2018, 39(8): 2795-2804.
[2] 段敏克,蒋长宝,俞 欢,陆天宇,钮彬炜,孙东玲,. 分级加-卸载条件下原煤的渗透及能耗特征研究[J]. , 2018, 39(4): 1346-1354.
[3] 赵 凯,周建军,孙 田,刘德洋,. 考虑排水条件和粗料含量的砂砾石土动残余变形特性[J]. , 2018, 39(3): 926-932.
[4] 刘汉龙,刘 平,杨 贵,肖 杨,刘彦辰,. 高聚物胶凝堆石料动残余变形特性试验研究[J]. , 2017, 38(7): 1863-1868.
[5] 马衍坤 ,刘泽功 ,周 健 ,王维德,. 基于孔壁应变发展规律的压裂孔三阶段起裂特征试验研究[J]. , 2015, 36(8): 2151-2158.
[6] 王玉赞,迟世春,邵 磊,杨昕光. 堆石料残余变形特性与参数敏感性分析[J]. , 2013, 34(3): 856-862.
[7] 刘功勋 ,栾茂田. 双向耦合循环剪切条件下超固结饱和海洋黏土孔压与强度特性研究[J]. , 2011, 32(S2): 215-221.
[8] 董威信 ,孙书伟 ,于玉贞 ,孙 逊. 堆石料动力特性大型三轴试验研究[J]. , 2011, 32(S2): 296-301.
[9] 左建平 ,谢和平 ,孟冰冰 ,刘建锋. 煤岩组合体分级加卸载特性的试验研究[J]. , 2011, 32(5): 1287-1296.
[10] 王丽艳 ,陈香香 ,刘汉龙. 液化地基中沉箱码头墙体地震残余变形的有效动应力研究[J]. , 2011, 32(11): 3361-3367.
[11] 赵剑明,温彦锋,刘小生,陈 宁,常亚屏,刘启旺,王 宏. 深厚覆盖层上高土石坝极限抗震能力分析[J]. , 2010, 31(S1): 41-47.
[12] 魏 星,王 刚,余志灵. 交通荷载下软土地基长期沉降的有限元法[J]. , 2010, 31(6): 2011-2015.
[13] 朱 晟,周建波. 粗粒筑坝材料的动力变形特性[J]. , 2010, 31(5): 1375-1380.
[14] 刘功勋,栾茂田,郭 莹,王忠涛,贺 林,张俊峰. 复杂应力条件下长江口原状饱和软黏土门槛循环应力比试验研究[J]. , 2010, 31(4): 1123-1129.
[15] 王丽艳,姜朋明,刘汉龙. 砂性地基中防波堤地震残余变形机制分析与液化度预测法[J]. , 2010, 31(11): 3556-3562.
Viewed
Full text


Abstract

Cited

  Shared   
  Discussed   
[1] 向天兵,冯夏庭,陈炳瑞,江 权,张传庆. 三向应力状态下单结构面岩石试样破坏机制与真三轴试验研究[J]. , 2009, 30(10): 2908 -2916 .
[2] 张宜虎,周火明,邬爱清. 结构面网络模拟结果后处理研究[J]. , 2009, 30(9): 2855 -2861 .
[3] 杨 光,孙 逊,于玉贞,张丙印. 不同应力路径下粗粒料力学特性试验研究[J]. , 2010, 31(4): 1118 -1122 .
[4] 张常光,张庆贺,赵均海. 非饱和土抗剪强度及土压力统一解[J]. , 2010, 31(6): 1871 -1876 .
[5] 杨天鸿,陈仕阔,朱万成,刘洪磊,霍中刚,姜文忠. 煤层瓦斯卸压抽放动态过程的气-固耦合模型研究[J]. , 2010, 31(7): 2247 -2252 .
[6] 胡秀宏,伍法权. 岩体结构面间距的双参数负指数分布研究[J]. , 2009, 30(8): 2353 -2358 .
[7] 李卫超,熊巨华,杨 敏. 分层土中水泥土围护结构抗倾覆验算方法的改进[J]. , 2011, 32(8): 2435 -2440 .
[8] 张桂民 ,李银平 ,施锡林 ,杨春和 ,王李娟. 一种交互层状岩体模型材料制备方法及初步试验研究[J]. , 2011, 32(S2): 284 -289 .
[9] 王 伟 李小春 李 强 石 露 王 颖 白 冰. 小尺度原位瞬态压力脉冲渗透性测试系统及试验研究[J]. , 2011, 32(10): 3185 -3189 .
[10] 胡 存,刘海笑,黄 维. 考虑循环载荷下饱和黏土软化的损伤边界面模型研究[J]. , 2012, 33(2): 459 -466 .