掺细粒液化砂土动力特性试验研究

发布时间：2018-12-06 16:12

【摘要】：饱和砂土的液化研究是国际学术界和工程界研究的热点之一。大量液化试验研究表明,液化与细粒含量、干重度、固结压力、动应力、动应力循环次数等因素关系密切。其中,细粒含量是影响液化的重要因素,甚至影响到液化产生的机理。这一点是源自于土体的颗粒粒径组成,本试验则通过对细砂颗粒掺加细粒来改变其液化性质。本文利用动三轴仪、静三轴仪研究以下几个问题：(1)在K=1的情况下,当细粒含量为21%、23%、25%、27%、29%的时候,掺细粒砂土的动强度的变化趋势。(2)在Kc=1与Kc=1.5的情况下,对细粒含量为21%、23%、25%、27%、29%的砂土试样的动强度进行比较,分析其变化趋势。(3)在k=1的情况下,研究单层掺细粒砂土、两层掺细粒砂土、三层掺细粒砂土的动强度的变化趋势,并与在Kc=1的情况下,五种混合掺细粒砂土的动强度趋势进行比较,得出哪一种掺细粒的方法效果好。(4)运用动三轴与静三轴的试验数据计算砂土(细粒含量为21%、25%、29%)的应变速率系数与平均系数。论文得到以下几点结论：(1)在固结比K=1.0的条件之下,混合掺细粒砂土的动强度在细粒含量为21%和29%的时候最高,细粒含量在21%-25%时动强度呈现出单调递减,细粒含量在25%～29%时动强度呈现出单调递增,在细粒含量为25%时动强度处于最低值,呈现了倒置“抛物线”趋势。在相同细粒含量的基础上,围压每增大50kPa,动强度大约增加10-15kPaj(2)在固结比Kc=1.5的条件之下,与固结比Kc=1的时候的趋势保持一致。当细粒含量在21%-25%时,砂颗粒起到了主导作用,细粒主要“储存”在砂颗粒之间的孔隙之内,在循环荷载的作用之下,细粒发挥出“润滑”作用,降低了砂颗粒之间的摩擦力,所以导致砂土的动强度越来越低。这是因为细粒起到了润滑的作用,有利于液化现象的发生。当细粒含量在25%～29%时,砂土的动强度越来越高。这是因为细粒所起的作用是阻碍液化现象的发生。(3)对于三种分层掺细粒试样的动强度曲线,从单层掺细粒到两层掺细粒,动强度的变化不明显,几乎没有变化。对比三层掺细粒与一层掺细粒,可以看出在相同的围压下,动强度增长3%左右。可以得出结论,相比较混合掺细粒而言,使用分层的方法,效果不明显。这是因为虽然在砂土试样中掺有一定数量的细粒,但是由于细粒与细砂颗粒分层排列,并没有让细粒完全“融入”到细砂颗粒当中,很难发挥出细粒的粘结作用。(4)细粒含量为21%、25%、29%的三种细砂土的动强度与静强度之间的差值比较大,远大于粘性土动强度与静强度之间的差值。从数据可以看出,静强度远大于动强度,其平均比值约为0.102。说明砂土在动荷载作用之下强度急剧下降。其中,当细粒含量为25%的时候,应变速率系数最低,表明此时静强度与动强度之间的差异最大,在动荷载的作用之下,土体的强度下降的最多。当细粒含量为25%的时候,饱和砂土的强度减幅最大,应变速率系数最低,最容易发生液化。
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【学位授予单位】：扬州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU441;TU435

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