动荷载作用下结构性软土微结构变化的分形研究

›› 2010, Vol. 31 ›› Issue (10): 3075-3080.

动荷载作用下结构性软土微结构变化的分形研究

姜岩¹，雷华阳^{1, 2}，郑刚¹，杨雄建³

1.天津大学建筑工程学院，天津 300072；2.天津大学滨海土木工程结构与安全教育部重点实验室，天津 300072； 3. 天津市地质工程勘察院，天津 300191

收稿日期:2009-04-09 出版日期:2010-10-10 发布日期:2010-10-14
作者简介:姜岩，男，1982年生，博士研究生，主要从事软土工程特性及本构关系的研究。
基金资助:
国家自然科学基金项目（No. 50508021）；天津市科技创新专向资金项目（No. 07FDZDSF02100－02）；天津市自然科学基金（No. 07JCZDJC09800）。

Fractal study of microstructure variation of structured clays under dynamic loading

JIANG Yan¹, LEI Hua-yang ^{1, 2}, ZHENG Gang¹, YANG Xiong-jian³

1. School of Civil Engineering, Tianjin University, Tianjin 300072, China; 2. Key Laboratory of Coast Civil Structure Safety of Education Ministry, Tianjin University, Tianjin 300072, China; 3. Tianjin Geo-Engineering Investigation Institute, Tianjin 300191, China

Received:2009-04-09 Online:2010-10-10 Published:2010-10-14

摘要/Abstract

摘要：

为探讨天津滨海新区典型结构性软土的动力特性，采用动三轴试验和压汞试验，对交通荷载作用下结构性软土微观结构变化进行了研究。取原状土和动荷载作用后的土样进行压汞测试，用分形理论对压汞测试数据进行分析，探讨孔隙分布特征，提出孔径划分的方法，给出了卓越频率与土体孔隙变化的规律。研究结果表明：在动荷载作用后，天津滨海新区典型软土的孔隙分布发生改变，可分为3种类型；利用Menger海绵模型研究交通荷载作用下结构性软土的孔隙分布特性是可行的；用孔隙分维数可实现对卓越频率的预测以及路基土体变形行为的机制分析。

关键词: 结构性软土, 压汞试验, 交通荷载, Menger海绵模型, 分形维数

Abstract:

In order to understand the dynamic characteristics of the structured soft soil in Tianjin Binhai Area, dynamic triaxial test and mercury intrusion test are applied to measure microscopic features of structured clay. The microstructures of unloaded and loaded soft soils are studied by means of the mercury intrusion tests. The fractal theory is used and the fractal characteristics of pore distribution are studied through the data analysis. The method of pore classification is proposed; and the relationship between porosity feature and excellent frequency are formulated. The results indicate that the pore of structured clays under traffic loading is able to be divided into three types according to relation curve of pore diameter and volume of the structured clays. Menger sponge model can be applied to fractal research of the pore characteristics of structured clays under traffic loading. The porosity fractal dimension can be employed for predicting the excellent frequency and analyzing soil deformation mechanism under the embankment.

Key words: structured clays, mercury intrusion test, traffic loading, Menger sponge model, fractal dimension

中图分类号:

TU 411

姜岩，雷华阳，郑刚，杨雄建. 动荷载作用下结构性软土微结构变化的分形研究[J]. , 2010, 31(10): 3075-3080.

JIANG Yan, LEI Hua-yang, ZHENG Gang, YANG Xiong-jian. Fractal study of microstructure variation of structured clays under dynamic loading[J]. , 2010, 31(10): 3075-3080.

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