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《復雜應力狀態(tài)下鈣質砂的動強度》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、第22卷第1期華 中 科 技 大 學 學 報(城市科學版)Vol.22No.12005年3月 J.ofHUST.(UrbanScienceEdition)Mar.2005復雜應力狀態(tài)下鈣質砂的動強度11223虞海珍 趙文光 汪 稔 李建國 許成順(1.華中科技大學 土木工程與力學學院,湖北 武漢 430074;2.中科院武漢巖土力學研究所,湖北 武漢 430070;3.大連理工大學 巖土工程研究所,遼寧 大連 116024)摘 要:利用土工靜力2動力液壓三軸2扭剪多功能剪切儀模擬海洋波浪的加載形式,對相對密度為30%的鈣質砂進行了扭轉和豎向耦
2、合循環(huán)剪切試驗,著重研究了復雜應力狀態(tài)下初始主應力方向角A0和中主應力系數b對鈣質砂動強度特性的影響.研究表明:初始主應力方向對鈣質砂的動強度具有顯著的影響,隨著初始主應力方向角A0的增大,動強度明顯降低,且降低的程度隨破壞振動次數的增加而增加;b值對動強度也有影響,影響程度與A0相比要小.關鍵詞:波浪荷載; 耦合剪切試驗; 鈣質砂; 動強度; 初始主應力方向; 中主應力系數中圖分類號:TU411.8:TU447 文獻標識碼:A 文章編號:167227037(2005)0120040204 鈣質砂是海洋生物成因含CaCO3超過50%環(huán)的
3、偏差正應力來模擬循環(huán)剪切荷載,無法考慮的特殊巖土介質,具有獨特的力學和工程性主應力方向A0和中主應力R2(或中主應力系數b[1,2]質.在我國的南海海域,鈣質砂有著廣泛的分=(R2-R3)?(R1-R3))的影響.布,且其CaCO3的含量多在90%以上.鈣質砂作關于初始主應力方向角A0及b值對土的動為海床和近海、離岸建筑物的地基,往往處于復雜力特性的影響,國內外自80年代開始進行了一些[4]的初始固結應力狀態(tài)和復雜的循環(huán)加載條件.作研究工作.法國的Symes用空心圓柱動扭剪儀為海床地基的鈣質砂所承受的經常性荷載主要是對Ham河砂的等壓固結試樣
4、研究表明,A0對動波浪荷載,波浪荷載作用下海床中土單元應力狀強度有顯著的影響,但b值對動強度的影響并不[3][5][6]態(tài)有兩個特征:動主應力軸連續(xù)旋轉;動偏差應明顯.日本東京大學的Towhata及Ishihara對力幅值保持為常數(圖1(a)).日本標準砂Toyoura砂的研究也同樣說明A0對動強度有較大的影響.國內沈瑞福、王洪瑾及付磊[3,7,8]等利用清華大學在原擬靜扭剪共振柱儀基礎上改造后的設備,分別針對砂土、瀑布溝粘土心墻土料及密云砂礫料進行了動扭剪試驗,以此探討了A0與b值對液化強度、殘余應變和殘余孔壓的影響.研究表明A0對土的動
5、力特性具有不容忽[9]視的影響.大連理工大學郭瑩等利用最新研制圖1 不同試驗條件下的循環(huán)剪切應力路徑的土工靜力2動力液壓三軸2扭剪多功能剪切儀同目前在土動力學研究中,普遍采用的是循環(huán)時進行了豎向與扭轉雙向耦合循環(huán)剪切試驗和循三軸試驗與循環(huán)扭剪試驗(圖1(b),(c)).從圖1環(huán)扭剪試驗,通過對比著重探討了A0對福建標準所示的應力路徑可看出這兩種常規(guī)土工動力試驗砂動強度特性的影響,兩種類型的循環(huán)剪切試驗中,土單元體上的主應力軸都只可能隨循環(huán)加載結果一致表明:A0對松砂的動強度具有非常顯著方向的變化而發(fā)生90°的突然變化,無法模擬循的影響.環(huán)荷載
6、作用過程中主應力軸的連續(xù)變化.循環(huán)三為了給鈣質砂的土工數值計算以及進行波浪軸試驗僅能夠模擬均壓固結和兩向偏壓固結等簡荷載動力響應分析提供可靠的動力參數,保證計單固結應力條件,無法模擬復雜的初始固結應力算及分析正確,必須清楚A0及b值對特殊巖土介狀態(tài);而且只能在固定初始主應力方向上施加循質的鈣質砂強度的影響.作者針對相對密度為收稿日期:2004208202.作者簡介:虞海珍(19732),女,講師;武漢,華中科技大學土木工程與力學學院(430074).?1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Al
7、lrightsreserved.第1期虞海珍等:復雜應力狀態(tài)下鈣質砂的動強度·41·30%的鈣質砂做豎向與扭轉雙向耦合循環(huán)剪切試1.2 試驗土料及試驗制備驗,對上述問題進行研究.試驗土料為我國南沙群島的鈣質砂,主要的物性指標:顆粒比重Gs=2.73;最大干密度Qdmax331 復雜應力狀態(tài)試驗=1.44g?cm;最小干密度Qdmin=1.13g?cm;最大孔隙比emax=1.423;最小孔隙比emin=0.896.1.1 試驗儀器及初始應力狀態(tài)的模擬空心圓柱試樣的制作采用分層干裝法,并聯(lián)試驗用的土工靜力2動力液壓三軸2扭剪多功合利用通CO2,
8、通無氣水與施加反壓等方法使試能剪切儀,既能獨立施加垂直與水平向的靜、動應樣飽和,試驗中的砂樣飽和后孔壓系數B值均達力,又能獨立施加試樣內、外室壓力,因而不僅能到0.
