不同轴向卸荷强度下饱和粉土力学特性试验研究

发布时间：2020-06-17 17:28

【摘要】：基坑工程由于不同区域的土体所处的应力不同,应力路径也错综复杂,因此用简单的单一应力路径下土体强度指标来分析和研究问题是有缺陷的。本文结合基坑开挖过程中特点,分析基坑开挖卸荷效应下的粉土力学特性,对杭州下沙地铁一号沿线的典型饱和粉土进行室内三轴卸荷路径试验,分别在动态、静态条件下研究不同卸荷强度等级下饱和粉土的力学特性。具体研究了两方面的内容:(1)利用应力路径三轴仪,研究不同卸荷强度下饱和粉土抗剪强度、应力-应变、孔隙水压力、变形和位移变化规律,同时对不同卸荷强度下应力-应变进行归一化处理。(2)利用动三轴仪,研究不同卸荷强度对饱和粉土累积动应变和动孔压变化规律的影响,并对不同卸荷应力路径下长期循环荷载的累积动应变、动孔压建立模型进行拟合,得出适用于该类粉土的模型和参数。通过试验研究结果,得到以下结论:(1)静态三轴试验结果显示,不同轴向卸荷强度下抗剪强度随着轴向卸荷强度等级的增大而降低,土体卸荷会扰动土体使土的强度降低,卸荷-再加荷可以恢复部分土体强度,其破坏强度大于卸荷后的破坏强度,但是始终小于常规固结下的破坏强度。土样在整个剪切过程中表现为从“剪缩”到“剪胀”的剪切过程,随着卸荷强度的增大剪胀效果越明显,并验证了应力-应变具有归一化特性,同时得到归一化方程。(2)长期动态循环荷载作用下,土体的在卸荷单元路径条件下试验破坏形式表现为轴向拉伸破坏,累积动应变分为突变型和稳定型;并且随着卸荷强度等级的增和稳定性,液化破坏随着卸荷强度的增大液化动荷载减小。最后通过对试验数据的整理和数值模拟,得到不同卸荷强度下长期循环荷载的动应变动孔压拟合模型。大,液化动荷载会变小;土体在卸荷-再加荷应力路径条件下试验破坏形式为压缩破坏,累积应变类型同单一卸荷路径下的试验相似,但是始终小于非卸荷路径下的三轴试验的强度指标。试验结果表明,在卸荷路径条件下,动孔压变化也分为突变型
【学位授予单位】：浙江工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU43
【图文】：

如图 1-1，对于基坑在开挖卸荷过程对周围土体影响区域可划为 3 个分[3]。(1) 坑的外侧 侧向卸荷：随着基坑的不断开挖，基坑周围支护结构会向基坑内部发生侧向位移，造成该处土体单元的水平应力减小，竖向应力基本保持不变，即侧向卸荷。因此水平方向的应力由静止土压力发展成为主动土压力，应力路径如图 1-2 中 AB 所示。(2) 基坑的底部 轴向卸荷：随着上部土体的不断开挖，基坑底部土体单上覆压力不断减小，因此竖直方向的土体自重应力在减小，水平方向应力基本保持不变，即轴向卸荷。其应力路径如图 1-2 中的 AC 所示。(3) 过度区域：该区域的土体处于基坑底部和外侧之间，随着土体的开挖，水平和竖向应力均发生变化，即轴向和侧向都发生变化。应力路径如图 1-2 中介AB 和 AC 之间。

其应力路径如图 1-2 中的 AC 所示。过度区域：该区域的土体处于基坑底部和外侧之间，随着土体向应力均发生变化，即轴向和侧向都发生变化。应力路径如图 之间。图 1-1 基坑开挖卸荷下影响区域

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本文编号：2717920