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基于累积耗损能量的黄河口海底粉土液化特性试验研究

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海洋科学进展 2024年

作者：陈开南宋玉鹏宋丙辉董立峰杜星周其坤亓玉鹏自然资源部第一海洋研究所中国海洋大学环境科学与工程学院青岛海洋工程勘察设计研究院有限公司

海底粉土在波浪等外界动荷载作用下易发生液化。本文利用动三轴试验对比研究了黄河水下三角洲海底曾经液化过的原状粉土、未液化原状粉土的累积耗损能量，评估了黏粒含量、有效围压和循环应力比对海底粉土液化累积耗损能量的影响，揭示... 详细信息

海底粉土在波浪等外界动荷载作用下易发生液化。本文利用动三轴试验对比研究了黄河水下三角洲海底曾经液化过的原状粉土、未液化原状粉土的累积耗损能量，评估了黏粒含量、有效围压和循环应力比对海底粉土液化累积耗损能量的影响，揭示了影响海底粉土液化特性的因素。结果表明，黏粒含量、有效围压均对海底粉土液化累积损耗能量产生显著影响，随着黏粒含量增加，土样的液化耗损能量整体呈现先减小后增大的趋势，黏粒含量临界点处于15%～20%区间内，曾经液化过的粉土黏粒含量临界点小于未液化粉土，且曾经液化过的粉土的液化耗损能量变化受黏粒含量变化影响更大；液化耗损能量随有效围压升高而增加，未液化粉土在30 kPa围压下耗损能量是20 kPa的2倍，40 kPa时为30 kPa的3倍，曾经液化过的粉土耗损能量比未液化粉土更高，并且在较低的有效围压下，这种效果更为显著。而循环应力比对于液化耗损能量的影响则相对较小，但曾经液化过的粉土再次液化所需临界循环应力比高于未液化粉土，约为未液化粉土的2倍。

关键词：黄河水下三角洲粉土液化动三轴试验耗损能量

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尾矿砂不同频率动三轴试验研究

矿业研究与开发 2015年第11期35卷 69-73页

作者：孙从露邵龙潭郭晓霞大连理工大学工业装备结构分析国家重点实验室工程力学系辽宁大连市116023 重庆地质矿产研究院重庆400042

使用预夯实的方法可以使松散尾矿砂预先发生液化,液化后的砂土颗粒重新排列变得更加密实,当地震来临时,密实的砂土不易发生液化。为了研究频率对尾矿砂动力液化特性的影响,通过三轴试验,选取不同的振动频率,使其发生液化,研究了振动频... 详细信息

使用预夯实的方法可以使松散尾矿砂预先发生液化,液化后的砂土颗粒重新排列变得更加密实,当地震来临时,密实的砂土不易发生液化。为了研究频率对尾矿砂动力液化特性的影响,通过三轴试验,选取不同的振动频率,使其发生液化,研究了振动频率和固结比对动强度以及孔压上升规律的影响。结果表明,尾矿砂的液化强度会随着频率的降低而提高,动孔隙水压力的增长速率则会随着频率的增加而增加。另外,在相同动应力水平和振次条件下,增大固结应力比,在一定频率范围内也会提高动强度。

关键词：尾矿砂动三轴试验振动频率动强度固结比

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动三轴试验中位移、应力的动态标定方法的探讨

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水电与抽水蓄能 1989年第6期 46-52页

作者：冯俊德顾琦曾阳生铁道部第二勘测设计院长沙铁道学院土木系

本文探索和研究了振动三轴试验中动位移、动应力的动态标定新方法—"激光光杠杆原理法"和"附加质量惯性力法".试验结果表明,该法实现了位移与应力的动态标定.并且该法简便可靠,便于推广.

关键词：动态标定光杠杆全振幅动三轴试验应力传感器激光管标定曲线活塞头

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动三轴试验的压缩和挤压伸长特性

四川联合大学学报（工程科学版） 1998年第4期2卷 49-54页

作者：何昌荣四川联合大学水利工程系

使用动三轴仪在轴向压缩和伸长条件下固结，振动时产生轴向压缩、挤压伸长状态，试验研究了这些条件下砂性土的强度液化特性，孔压变化规律。

关键词：挤压伸长砂性土液化压缩动三轴试验

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粒径与级配对海岸砂土液化影响的动三轴试验

粒径与级配对海岸砂土液化影响的动三轴试验

作者：王娜中国海洋大学

学位级别：硕士

防波堤等海岸构筑物经常在波浪作用下发生破坏和倒塌,调查发现砂土的液化是引起海岸构筑物破坏倒塌的主要原因之一,因此应关注海岸砂土的液化特性的研究。砂土的粒径和级配是影响砂土液化的一个重要因素,而国内外对于粒径和级配对砂土... 详细信息

防波堤等海岸构筑物经常在波浪作用下发生破坏和倒塌,调查发现砂土的液化是引起海岸构筑物破坏倒塌的主要原因之一,因此应关注海岸砂土的液化特性的研究。砂土的粒径和级配是影响砂土液化的一个重要因素,而国内外对于粒径和级配对砂土抗液化性能的影响研究关注较少,已有研究主要是定性描述,因此有必要对其开展更深入的试验和理论研究工作。为了研究粒径与级配对砂土液化特性的影响,本文通过对青岛市主要6个自然海岸（第一海水浴场、第二海水浴场、石老人海水浴场、金沙滩海水浴场、仰口海水浴场和流清河海水浴场）的砂土进行野外调查及室内粒径分析,确定青岛市各海滩海岸砂土的粒度与级配特征,以此为基础配制成不同粒径和不同级配的砂土样品。利用循环动力三轴仪模拟波浪作用,对不同粒径和不同级配的砂土的液化特性进行了研究,并基于试验结果分析了不同粒径和级配的砂土孔隙水压力发展规律和动应变发展特性,总结了不同粒径和级配的砂土的抗液化性能的衰减规律。同时研究中探讨了不同波浪周期对细砂液化特性的影响。试验结果表明：粒径与级配对海岸砂土的抗液化性能确实有一定的影响,对于不同粒径的砂土来说,砂土颗粒越细,动应变和孔隙水压力发展越快,砂土抗液化性能越差,反之,砂土颗粒越粗,动应变和孔隙水压力发展越慢,砂土抗液化性能越好;从砂土颗粒的级配来看,粗颗粒含量较多的砂土（平均粒径较大）抗液化性能较好,而粗颗粒含量较少的砂土（平均粒径较小）抗液化性能较差;波浪荷载的周期越长,砂土发生液化的可能性越小。

关键词：粒径级配砂土液化动三轴试验

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高速铁路列车特殊振动下土体动三轴试验研究

高速铁路列车特殊振动下土体动三轴试验研究

作者：张志渊西南交通大学

学位级别：硕士

随着人们对交通运载工具速度的要求越来越高,高速铁路应运而生。它能有效地促进社会和经济的发展。当前,中国已建和在建的高速铁路总里程都位居世界首位。由高速铁路形成的特有的铁路系统的安全性能备受关注。这不仅是列车—铁轨—路基... 详细信息

随着人们对交通运载工具速度的要求越来越高,高速铁路应运而生。它能有效地促进社会和经济的发展。当前,中国已建和在建的高速铁路总里程都位居世界首位。由高速铁路形成的特有的铁路系统的安全性能备受关注。这不仅是列车—铁轨—路基耦合研究中的重要内容,也是高速铁路列车荷载下岩土性能研究的重点。高速铁路列车通过路基、路堑时,都会施加振动荷载于线路经过区域的土体。因此,研究高速铁路列车振动下土体的动力性能具有重要的理论意义和实际价值。土介质是一种固、液、气同时存在的三相体,其性质较为复杂。在不同的动应力～应变组合中,会显示不同的力学状态。一般土动力性能室内试验方法有共振柱及动三轴试验。当土体试验的动应变幅值≤10-4,可采用共振柱试验;若土样试验产生的动应变幅值>10-4,需采用动三轴的试验方法。本次土样取自成灌高铁DK36+515处,对应变的初判,采用动三轴试验的方法测量土体的动力性能参数。本文的主要研究内容包括： 1、进行土工试验,测定所取土样的一些基本物理参数。分析土样的基本物理性质,得出本次所取土样的天然含水率20%,天然密度值2.1g/cm3,塑限20.6%,液限39.5%,属于中塑性土。并将所取土样在原状样制备器上制备成标准原状样,进行动三轴试验。 2、本文认为影响土体动三轴试验的重要因素有轴向荷载、振动频率和围压等。在室内模拟高速铁路列车产生的特殊振动,根据所述的三个重要因素给出了7组不同的试验控制条件,通过试验仪器的计算机自动控制及数据采集系统得到所需的关键数据,并对这些数据进行对比分析。 3、通过对土体残余累积应变与振次的关系曲线分析可得,土体的累积应变大小随振动次数的增加而增大,非破坏型关系的残余累积应变随着振次的不断增加,后期有稳定的趋势。另外,土体残余累积应变的值和发展速率与施加产生的动应力比大小正相关。同时,在相同振次下,还与施加的振动频率有关,振动频率越高,产生的应变值越大。 4、根据试验取得的数据,孔压与振次的关系可描述为：孔压随振动次数的增加而增大,但孔压的增长随振动次数的增加不是单调的,而呈波浪形。另外,试样的孔压增长在一定振动次数后或试样破坏前会出现一个峰值,之后不再发展或慢慢趋于稳定。 5、在试验所得数据的基础上,运用数学公式推求动剪切模量及初始动剪切模量。并分析了初始动剪切模量及动剪切模量比的影响因素。

关键词：高速铁路列车特殊振动动三轴试验动应变孔压动剪切模量

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土工格栅加筋土动三轴试验研究

土工格栅加筋土动三轴试验研究

作者：高超大连交通大学

学位级别：硕士

随着高速铁路在我国的大规模建设,对路基的建设要求会越来越高,对于交通荷载下路基的研究也就有着重要的意义。本文以大连地区碎石土作为加筋填料,土工格栅作为加筋材料,应用中型静动三轴仪进行了动三轴正交试验,分析了不同频率、加筋... 详细信息

随着高速铁路在我国的大规模建设,对路基的建设要求会越来越高,对于交通荷载下路基的研究也就有着重要的意义。本文以大连地区碎石土作为加筋填料,土工格栅作为加筋材料,应用中型静动三轴仪进行了动三轴正交试验,分析了不同频率、加筋层数、动应力幅值和围压对加筋土强度的影响,得到了加筋土在动力作用下的振动时程曲线,应力—应变关系曲线,动弹性模量曲线,并分析得出了一些有益的研究成果:1.应力变化的频率和振动频率有关,振动频率越高,应力变化的越快,振动频率越低,应力变化越慢。2.随着振动次数的继续增加,轴向应变增加速率开始减缓,轴向累积应变值趋于稳定。3.动应力和动应变的关系呈现硬化型,动应力越大,动应变越大。4.围压是影响加筋土强度的最大因素,加筋层数次之,动应力幅值最小,频率介于加筋条件与动应力幅值之间,加筋一层提高的效果比加筋两层提高的效果更加显著;动应力幅值影响土的动弹性模量最大,加筋层数其次,频率大于围压。5.通过FLAC有限差分程序,建立Mohr-Coulomb本构模型,对加筋路基进行循环荷载下的应力分析。

关键词：土工格栅动三轴试验正交试验

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冻融循环下纤维水泥改良风积沙动力特性研究

铁道科学与工程学报 2024年

作者：阮波沈一凡张向京路占海张佳森聂如松中南大学土木工程学院

以新疆和若（和田-若羌）铁路为背景，采用水泥、玄武岩纤维及工地现场的风积沙作为原材料，制作纤维水泥改良风积沙试样，研究冻融循环作用和纤维掺量对纤维水泥改良风积沙动力特性的影响。试样的水泥掺量为5%，纤维掺量0.8%。采用锤... 详细信息

以新疆和若（和田-若羌）铁路为背景，采用水泥、玄武岩纤维及工地现场的风积沙作为原材料，制作纤维水泥改良风积沙试样，研究冻融循环作用和纤维掺量对纤维水泥改良风积沙动力特性的影响。试样的水泥掺量为5%，纤维掺量0.8%。采用锤击法制成直径为39.1mm、高度为80mm的圆柱体试样，标准养护28d后进行冻融循环试验与三轴循环加载试验。冻融循环试验的冻结与融化温度分别为-20℃和20℃，采用三向冻结的冻结路径和无外界补给水的冻结方式。三轴循环加载试验采用正弦波加载，加载频率1Hz，循环加载次数5000次。试验结果表明，纤维水泥改良风积沙骨干曲线符合修正Hardin-Drnevich模型。随着冻融循环次数增加，纤维水泥改良风积沙试样的动弹性模量呈指数函数减小，而阻尼比呈指数函数增大，试样达到指定动应变时对应的动应力减小。与未掺纤维试样相比，冻融循环1次，3次，6次，10次，15次时，掺入纤维试样的动弹性模量提高了6.74%、5.52%、4.18%、8.91%、9.65%，阻尼比减小了13.9%,8.9%,19.7%,15.9%,22.8%，且掺入纤维试样动应变达到0.08%时对应的动应力增大了18.08%,9.90%,9.75%,22.57%,24.74%。研究成果可以为采用改良风积沙作为路基填料的工程提供参考。

关键词：铁路路基基床动三轴试验冻融循环试验风积沙玄武岩纤维骨干曲线动弹性模量阻尼比

纳米硅溶胶改良辽宁台安砂土的抗液化性能研究

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地震工程学报 2024年第1期46卷 39-49页

作者：刘钢任星龙赵明志郭文博张冲西华大学建筑与土木工程学院四川成都610039 西华大学岩土工程研究所四川成都610039

辽宁台安砂土属于易液化砂,提升其抗液化性能具有重要的工程意义。文章针对纳米硅溶胶(CS)对辽宁台安砂土抗液化性能的改良效果进行探究,通过不排水动三轴试验,对纯砂样和改良砂样的液化特性进行对比研究,分析CS浓度和固化时间两个参量... 详细信息

辽宁台安砂土属于易液化砂,提升其抗液化性能具有重要的工程意义。文章针对纳米硅溶胶(CS)对辽宁台安砂土抗液化性能的改良效果进行探究,通过不排水动三轴试验,对纯砂样和改良砂样的液化特性进行对比研究,分析CS浓度和固化时间两个参量对改良砂样动力特性的影响。研究结果表明:(1)CS能够显著提升台安砂土的抗液化性能,在动载作用下改良砂样均未发生液化破坏。(2)随CS浓度和固化时间的增加,试样动孔压u_(d)、动应变ε_(d)呈现先迅速下降后趋于平缓的发展规律;当CS浓度增至4%、固化时间达到3周后,试样抗液化性能的提升效果不再明显。(3)改良砂样的滞回曲线变得更加稳定。随CS浓度增加,阻尼先降低后趋于稳定,动弹性模量逐渐增大并趋于平缓,但伴随有一定的波动;随固化时间增大,阻尼呈减小趋势,动弹性模量呈增大趋势。研究成果可为辽宁台安地区砂土液化治理提供参考依据。

关键词：纳米硅溶胶台安砂土动三轴试验抗液化性能动力特性

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