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黄土动残余变形的特性与机理研究

国际地震动态 2011年第2期32卷 35-36页

作者：袁中夏中国地震局工程力学研究所哈尔滨150080

黄土震陷是常见的地震灾害。历史地震中,黄土震陷常有发生并导致地基沉降、诱发滑坡并造成生命财产损失。通过室内试验研究黄土动荷载残余变形,分析不同因素对黄土震陷的影响,揭示黄土震陷的发生机理,这对于准确评价黄土场地震陷性,提... 详细信息

黄土震陷是常见的地震灾害。历史地震中,黄土震陷常有发生并导致地基沉降、诱发滑坡并造成生命财产损失。通过室内试验研究黄土动荷载残余变形,分析不同因素对黄土震陷的影响,揭示黄土震陷的发生机理,这对于准确评价黄土场地震陷性,提高震陷灾害预测水平具有重要意义。

关键词：黄土动残余变形机理非饱和土力学

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干湿循环作用下粉煤灰改良黄土路基的动强度试验研究

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岩土工程学报 2020年第S1期42卷 95-99页

作者：钟秀梅王谦刘钊钊白兰马金莲刘富强李娜王峻中国地震局(甘肃省)黄土地震工程重点实验室甘肃兰州730000 兰州大学土木工程与力学学院甘肃兰州730000 西安长庆科技工程有限责任公司陕西西安710018

车载和干湿循环作用是粉煤灰改良黄土路基的强度特性和稳定性的重要影响因素。通过在黄土中添加粉煤灰静压制备不同配合比的改良黄土试样,经过不同的干湿循环周期后进行动三轴试验。基于试验结果,研究了粉煤灰改良黄土的动残余变形和动... 详细信息

车载和干湿循环作用是粉煤灰改良黄土路基的强度特性和稳定性的重要影响因素。通过在黄土中添加粉煤灰静压制备不同配合比的改良黄土试样,经过不同的干湿循环周期后进行动三轴试验。基于试验结果,研究了粉煤灰改良黄土的动残余变形和动强度演化特征,分析了粉煤灰配合比、干湿循环周期对改良黄土动残余变形、动强度的定量影响关系,提出了粉煤灰改良黄土的最优配比。结果表明:粉煤灰改良可显著提升改良黄土的动强度并可有效控制改良土动残余变形的增长;粉煤灰掺量m=30%时,改良黄土的临界动应力最大,动残余变形最小;干湿循环作用使得改良黄土路基的临界动应力降低、动残余变形增大;随着干湿循环次数的增加,临界动应力先降低再回升,下降速率随振次的增加而减小;经过2个周期的干湿循环后,粉煤灰改良黄土的动残余变形总体趋于稳定。长期列车荷载和干湿循环作用下改良黄土地基的最优配比为粉煤灰掺量m=25%~30%。

关键词：动残余变形临界动应力粉煤灰掺量干湿循环动三轴试验

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云南某磷石膏尾矿库堆积料动力特性试验研究

云南某磷石膏尾矿库堆积料动力特性试验研究

作者：蒲洪成都理工大学

学位级别：硕士

我国地震带分布较广,地震频发,磷石膏尾矿库堆积坝在地震作用下的稳定性关乎当地居民生命财产安全和生态环境保护。磷石膏是一种特殊的土体,主要成分是Ca SO4·2H2O,含有两个结晶水,在外力作用下晶体结构会发生压缩和破坏变形。所以,对... 详细信息

我国地震带分布较广,地震频发,磷石膏尾矿库堆积坝在地震作用下的稳定性关乎当地居民生命财产安全和生态环境保护。磷石膏是一种特殊的土体,主要成分是Ca SO4·2H2O,含有两个结晶水,在外力作用下晶体结构会发生压缩和破坏变形。所以,对其开展静、动力学特性试验研究具有重要意义,也为该磷石膏尾矿库的扩容、堆积坝的加固和地震作用下的稳定性分析提供参数依据。本文以云南某磷石膏尾矿库为研究对象,通过实地野外调查和现场取样、理论分析与具体工程结合的方法,针对磷石膏特殊的颗粒骨架变形特性开展了大量的室内动三轴试验,对其动模量和阻尼比特性、动强度特性、动孔压特性和动残余变形特性进行了系统的研究,为该尾矿库堆积坝稳定性评价提供科学的、合理的动参数。主要研究成果如下:（1）通过实地野外调查和钻孔的方法分析了磷石膏野外堆存特点,并对试样开展了不同烘烤温度的含水率试验和侧限压缩试验,得出了其高温分解特性和次固结（蠕变）变形特性。（2）利用邓肯-张模型理论对三轴固结不排水试验成果进行分析,发现试样轴向应变ε1随侧向应变ε3的变化规律呈直线关系而不满足E-v模型假设,而E-B模型符合为该尾矿库堆积坝的初始应力场提供模型参数的需求。（3）通过对磷石膏开展动弹性模量与动阻尼比特性试验,分析了围压、固结比、加载频率对试样最大动剪切模量Gdmax、动剪切模量Gd、动剪模量比Gd/Gdmax、动阻尼比λd及λd/λdmax的影响:分别提高试验围压、固结比和加载频率均会使试样Gdmax和Gd增大,动阻尼比λd减小;围压、固结比和加载频率对试样Gd/Gdmax和λd/λdmax的影响较小。为对该尾矿库堆积坝进行动力响应时程分析提供动力非线性模型,采用Hardin-Drnevich模型对试样Gd/Gdmax、λd/λdmax随γd的变化规律进行了归一化处理,得到了磷石膏动剪切模量比和阻尼比随应变变化的关系式。（4）对磷石膏开展了动强度特性试验,分析了围压、固结比和加载频率对试样动应力σd、动孔隙水压力u的影响。提高围压、固结比或降低加载频率均会使试样动应力σd增大,但围压对试样σd的影响最大,固结比的影响次之,频率影响最小。采用动剪应力比τd/σ′0与破坏振次N_f的关系曲线来反映围压和固结比对土体强度的影响（忽略频率影响）,拟合得到试样τd/σ′0-N_f曲线的归一化公式,并计算得到相应震级对应等效振次的动抗剪参数cd和φd,为堆积坝在地震作用下的液化判别和安全系数的计算提出了参数依据。试样动孔压u随振次N增加而增大,相同条件下,提高固结比或降低加载频率,均会使u增加。利用Nelder函数探讨了磷石膏动孔隙水压力随轴向应变变化的规律,动孔压越大,轴向应变增长越快,并迅速达到破坏应变。选用类似于A型曲线对试样孔压比与振次比的关系曲线进行拟合,得到磷石膏的动孔压模型,该模型结合堆积坝的动力响应时程分析结果,可以预测堆积坝的动孔压增长情况。（5）通过对磷石膏开展动残余变形特性试验,得出了振次、固结比、围压和加载频率对试样动残余应变的影响规律:分别提高固结比、围压或降低加载频率均会使试样在相同振次下的动残余体应变减小;提高固结比和围压会使试样残余体应变减小,而频率对其影响较小。采用水科院残余变形模型对不同条件下试样的动残余应变与动剪应力比关系进行归一化处理,得到磷石膏动残余变形模型公式,为采用有限元法计算该磷石膏尾矿库地震作用下永久变形提供了残余变形计算公式。

关键词：磷石膏动剪切模量阻尼比动强度动孔隙水压力动残余变形

干湿循环对粉煤灰改良黄土路基的动强度影响规律分析

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西部交通科技 2022年第7期 15-18页

作者：黄文宁万春浪广西长长路桥建设有限公司广西南宁530007

文章依托贵州省乌当至长顺高速公路建设项目,通过静压方案制备不同粉煤灰掺配比例的改良黄土试件,在室内模拟多种干湿循环作用条件并开展三轴试验,分析粉煤灰改良黄土路基在干湿循环作用下的动强度及动残余变形演变规律。试验结果表明:... 详细信息

文章依托贵州省乌当至长顺高速公路建设项目,通过静压方案制备不同粉煤灰掺配比例的改良黄土试件,在室内模拟多种干湿循环作用条件并开展三轴试验,分析粉煤灰改良黄土路基在干湿循环作用下的动强度及动残余变形演变规律。试验结果表明:粉煤灰改良剂的掺配可有效增强黄土路基的动强度指标,并限制其动残余变形的发展;改良黄土路基在粉煤灰掺配比例为30%时的动强度和动残余变形分别处于最大峰值和最小峰值;室内模拟干湿循环作用会显著降低各组改良黄土试件的动强度,引起动残余变形的提升;随干湿循环作用次数提升至5次,动强度先降后升,下降速率与循环剪切次数呈负相关关系;粉煤灰改良黄土试件的动残余变形指标在2次模拟干湿循环作用后逐渐稳定;实际应用中考虑车辆荷载及干湿循环,推荐粉煤灰掺配比例为25%~30%。

关键词：路基黄土干湿循环动强度动残余变形

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