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剪切波速对饱和松散砂（粉）土结构性及抗液化强度影响的研究

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剪切波速对饱和松散砂（粉）土结构性及抗液化强度影响的研究

作者：赵娜天津大学

学位级别：硕士

在饱和砂(粉)土的震动液化研究中,剪切波速对土的抗液化强度和结构性影响的研究是一个尚未解决的问题。针对这种情况,本文进行了以下几个方面的工作:1、利用剪切波速与振动三轴联合试验装置,对饱和松散砂(粉)土进行了剪切波速对抗液化... 详细信息

在饱和砂(粉)土的震动液化研究中,剪切波速对土的抗液化强度和结构性影响的研究是一个尚未解决的问题。针对这种情况,本文进行了以下几个方面的工作:1、利用剪切波速与振动三轴联合试验装置,对饱和松散砂(粉)土进行了剪切波速对抗液化强度影响的试验研究。其中包括:原状与重塑土的振动液化变形特性、剪切波速相同时原状与重塑土抗液化强度的一致性等。试验结果发现:原状与重塑饱和松散粉土的振动变形都具有突变性;剪切波速相同时,原状与重塑土的抗液化强度之间具有良好的一致性,并且这种一致性不因液化判别标准的变化而改变。2、研究了剪切波速与饱和松散土体结构性之间的关系。对饱和松散粉土,采用干容重和剪切波速两种不同的控制方法制备重塑土样时,发现用剪切波速比容重控制更接近原状土样的强度,这表明容重不足以反映土体的原状结构性,而剪切波速能更好的反映这种结构性;另外,对饱和松散砂土,当该具有不同结构性的土样达到相同的剪切波速时,其抗液化强度之间具有很好的一致性。但饱和松散粉土却不具有这样的性质。3、采用正交数值分析方法对依据剪切波速与振动三轴液化联合试验结果建立的评价原位土层液化可能性的关系式进行了多因素优化组合。结果表明,优化后的关系式对实际地震条件下原位土层液化势的预测正确率达到81.6%,比原关系式预测正确率提高了11.5%。

关键词：砂土液化土的剪切波速抗液化强度土的结构性

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黄泛平原结构性低液限土的先期固结压力确定

西部探矿工程 2016年第11期28卷 5-9页

作者：史翠英寇婷沙俊江苏省地矿局第五地质大队江苏徐州221004

以黄泛区平原低液限土为研究对象,在对比、分析了原状土与重塑土的一维单向固结压缩曲线形态后认为:黄泛平原低液限土是一种具有结构性的土,且经试验结果证实土的结构强度较弱。经采用双对数坐标法和还原曲线法来确定土的结构屈服应力... 详细信息

以黄泛区平原低液限土为研究对象,在对比、分析了原状土与重塑土的一维单向固结压缩曲线形态后认为:黄泛平原低液限土是一种具有结构性的土,且经试验结果证实土的结构强度较弱。经采用双对数坐标法和还原曲线法来确定土的结构屈服应力及先期固结压力,结果证实:1双对数坐标法同样适用于低液限土的结构屈服应力求解;2传统试验方法及Casagrande法确定结构性低液限土的先期固结压力是不合适的;同时初步探讨了黄泛平原土的结构性特征。

关键词：黄泛平原土的结构性低液限土先期固结压力

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原状黄土的结构性与渗气特性的关联性初探

岩土工程学报 2021年第7期43卷 1345-1351页

作者：张登飞陈存礼舒迎涛庞腾腾西北大学地质学系大陆动力学国家重点实验室陕西西安710069 西安理工大学岩土工程研究所陕西西安710048 哈尔滨电气国际工程有限责任公司黑龙江哈尔滨150028 西安市建筑设计研究院有限公司陕西西安710054

对3个地区的不同含水率原状黄土进行了等向压缩与渗气性同步测定试验,分析了原状黄土等向压缩过程中变形特性与渗气特性,探讨了压缩特性与渗气性之间的关联性通过引入用渗气性定义的结构性参数,提出了描述湿载耦合作用时原状黄土压缩变... 详细信息

对3个地区的不同含水率原状黄土进行了等向压缩与渗气性同步测定试验,分析了原状黄土等向压缩过程中变形特性与渗气特性,探讨了压缩特性与渗气性之间的关联性通过引入用渗气性定义的结构性参数,提出了描述湿载耦合作用时原状黄土压缩变形的表达式。研究结果表明:原状黄土的渗气性变化与压缩特性的变化过程呈良好的关联性,渗气性可反映原状黄土组构与湿度不同而引起结构势差异及其应力作用引起黄土结构势的损伤过程;把结构屈服时某一含水率与参考含水率土的渗气系数之比定义为结构比参数,通过将不同含水率下结构比参数引入到等向应力变量中而得到了具有归一性的压缩曲线;据此,提出了以参考含水率的原状黄土的压缩曲线为基础,统一、连续描述非饱和原状黄土屈服前后压缩变形模式,其计算与试验结果皆吻合较好。

关键词：土的结构性等向压缩特性渗气特性原状黄土

考虑黏聚力的上下加载面修正剑桥模型及数值实现

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岩石力学与工程学报 2013年第4期32卷 842-848页

作者：袁克阔陈卫忠赵武胜谭贤君田洪铭郑朋强李香玲中国科学院武汉岩土力学研究所岩土力学与工程国家重点实验室湖北武汉430071 山东大学岩土与结构工程研究中心山东济南250061 比利时国家核能研究中心

首先完善上下加载面模型中超固结状态参数R与结构性状态参数R*的定义,给出上下加载面修正剑桥模型更具普适性的推导过程;然后介绍考虑黏聚力的上下加载面修正剑桥模型的半隐式本构积分算法及数值实现过程,并基于ABAQUS软件所提供的用户... 详细信息

首先完善上下加载面模型中超固结状态参数R与结构性状态参数R*的定义,给出上下加载面修正剑桥模型更具普适性的推导过程;然后介绍考虑黏聚力的上下加载面修正剑桥模型的半隐式本构积分算法及数值实现过程,并基于ABAQUS软件所提供的用户材料子程序UMAT接口编制上下加载面修正剑桥模型本构子程序;利用该模型模拟不同工况以及不同加载方式下超固结和原状土体的力学特性,以验证该本构模型对原状超固结土体的模拟能力以及所编写子程序的正确性和可靠性;最后进行Boom Clay三轴固结不排水剪切试验的模拟,完成将上下加载面修正剑桥模型应用于工程实际的关键一步。

关键词：岩石力学上下加载面修正剑桥模型积分算法超固结土的结构性

湿地湖泊相黏土一维固结压缩特性宏微观试验研究

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长江科学院院报 2020年第2期37卷 93-99页

作者：朱楠刘春原赵献辉王文静河北工业大学土木与交通学院天津300401 河北省土木工程技术研究中心天津300401

湿地湖泊相黏土是一种特殊的区域性软弱土,其物理力学性质和压缩性质与一般软土的物理力学性质和压缩性质有很大区别。为探究湿地湖泊相黏土的固结压缩特性及其机理,对湿地湖泊相黏土进行一维固结压缩试验,同时采用扫描电镜和计算机图... 详细信息

湿地湖泊相黏土是一种特殊的区域性软弱土,其物理力学性质和压缩性质与一般软土的物理力学性质和压缩性质有很大区别。为探究湿地湖泊相黏土的固结压缩特性及其机理,对湿地湖泊相黏土进行一维固结压缩试验,同时采用扫描电镜和计算机图像处理软件,提取不同固结压力下土体的微观结构参数,对土体微观结构的变化进行定性和定量分析。结果表明:湿地湖泊相黏土具有较明显的结构强度;由于结构强度的影响,原状土的压缩性明显小于重塑土的压缩性;当固结压力超过结构屈服应力后,原状土的结构强度逐渐丧失;在固结压缩过程中,微观结构参数的变化规律在固结压力达到结构屈服应力前后发生改变,曲线形态呈“二段折线”形式;在固结压力达到结构屈服应力前后,湿地湖泊相黏土土骨架的动态重组是土体压缩性发生改变的根本原因。在固结压缩过程中,孔隙的形态特征和定向排列特征变化较大,而颗粒的形态特征变化较小但定向排列特征变化较大,颗粒和孔隙通过不同的方式对土的压缩性产生影响。研究成果可为相关地区的地基处理工程提供借鉴参考。

关键词：湿地湖泊相黏土土的结构性固结压缩试验微观结构结构参数

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结构性黄土压缩屈服特性及湿压模型

工业建筑 2014年第12期44卷 83-87,117页

作者：罗爱忠方娟陈昌禄邵生俊贵州工程应用技术学院土木建筑工程学院贵州毕节551700 西安理工大学岩土工程研究所西安710048

湿陷性黄土具有很强的结构性,在增湿及侧限压缩应力作用下,其变形特性表现出与一般黏性土不同的特性。针对这一问题,通过对3种不同初始结构性黄土的侧限压缩试验,对黄土在增湿及压缩应力条件下黄土的宏观力学特性及其结构变化特征进行... 详细信息

湿陷性黄土具有很强的结构性,在增湿及侧限压缩应力作用下,其变形特性表现出与一般黏性土不同的特性。针对这一问题,通过对3种不同初始结构性黄土的侧限压缩试验,对黄土在增湿及压缩应力条件下黄土的宏观力学特性及其结构变化特征进行研究。研究结果表明:1)在增湿及侧限压缩应力作用下,黄土的e-lgp曲线分成三段,即平缓状态段、非线性段和线性段;2)原状黄土的压缩曲线与重塑土压缩曲线的变化给出了同一压力下黄土架空排列结构破损后孔隙比的可能变化量;3)原状黄土与饱和黄土压缩曲线的差别揭示了同一压力下黄土颗粒间胶结丧失后结构性黄土孔隙比的可能变化量;4)结构屈服应力与初始含水率之间满足幂函数关系,压缩指数与初始含水率之间呈指数函数关系。

关键词：增湿压应力黄土土的结构性结构屈服

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重塑黄土的加载速率效应研究

水文地质工程地质 2017年第5期44卷 86-91页

作者：魏宝华邓亚虹孙璇慕焕东苏交科集团(甘肃)交通规划设计有限公司甘肃兰州730010 长安大学地质工程与测绘学院陕西西安710054 长安大学国土资源部岩土工程开放研究实验室陕西西安710054 西北水利水电工程有限责任公司陕西西安710065 西安理工大学陕西西安710054

为了揭示不同加载速率条件下重塑土的变形与强度特性对工程实践的影响,通过不同围压、含水率条件下重塑土样在4种加载速率条件下的三轴CU试验,对重塑土在不同状态下的加载速率效应进行分析,并从土的结构性入手对其与原状土加载速率效应... 详细信息

为了揭示不同加载速率条件下重塑土的变形与强度特性对工程实践的影响,通过不同围压、含水率条件下重塑土样在4种加载速率条件下的三轴CU试验,对重塑土在不同状态下的加载速率效应进行分析,并从土的结构性入手对其与原状土加载速率效应的差异进行讨论。基于重塑土样的三轴试验成果,得到了加载速率对重塑土变形与力学特性的影响规律:重塑土的应力-应变曲线在不同加载速率条件下均表现出应变硬化特性;破坏强度随着加载速率的增大而表现出先增大后减小的特性,存在临界加载速率;随着加载速率的增大,黏聚力c先增大后减小,也存在临界加载速率,而内摩擦角φ则保持了小幅减小的趋势。

关键词：加载速率重塑土土的结构性破坏强度临界加载速率

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循环荷载作用下嵊州硅藻土动力特性研究

循环荷载作用下嵊州硅藻土动力特性研究

作者：姜煌辉浙江大学

学位级别：硕士

硅藻土是一种强结构性的特殊土,但至目前,国内外对硅藻土的岩土工程特性的了解还很少,相应研究还非常缺乏。随着我国基础设施建设的大力发展,一些重大工程会坐落或穿过硅藻土分布地区,对硅藻土认识不足引发的工程事故频繁发生。非常有... 详细信息

硅藻土是一种强结构性的特殊土,但至目前,国内外对硅藻土的岩土工程特性的了解还很少,相应研究还非常缺乏。随着我国基础设施建设的大力发展,一些重大工程会坐落或穿过硅藻土分布地区,对硅藻土认识不足引发的工程事故频繁发生。非常有必要对硅藻土的岩土性状展开系统研究。本文以嵊州地区典型天然硅藻土为例,采用blocksampling法获得高质量的嵊州原状硅藻土试样,通过GDS动三轴试验系统(S/DTTA)对嵊州原状硅藻土和重塑硅藻土试样开展一系列动力特性试验研究:(1)结合现场实地调查、资料收集和室内物性试验,初步描述嵊州硅藻土的性状,测定其物理特性,根据现场取样和室内试验的问题反馈,改进硅藻土原状样取样方法和工艺。(2)针对循环荷载作用的长期性特征,开展了不同围压、不同振动频率和不同循环应力比下次数达50000次的单向激振三轴试验,研究了原状硅藻土在长期不排水循环加载下的孔压和变形、应力-应变滞回曲线、强度、及阻尼比和小应变剪切模量等的变化规律。根据试验结果,建立了不排水长期循环荷载作用下原状硅藻土试样的动弹性模量、应变累积、阻尼比和小应变剪切模量变化的经验公式。分析了循环应力比、循环荷载振动频率和结构性对原状硅藻土动力特性的影响。研究发现,残余孔压、应变及动弹性模量随着围压的增大而增大;围压一定时,残余孔压、应变随着循环应力比的增大而增大,动弹性模量则随着循环应力比的增大而减小,原状样残余孔压比介于0.1～0.4之间,临界循环应力比受围压影响较大;残余孔压比和累计塑性应变随着加载频率的增大而增大,回弹应变则随着加载频率的增大而减小,动弹性模量稳定值随加载频率的增大呈线性关系;原状样的阻尼比λ随动应变εa增大而迅速减小,且介于0.01～0.02之间。(3)针对循环荷载作用的长期性特征,开展了不同围压、不同振动频率和不同循环应力比下次数达30000次的单向激振三轴试验,研究了重塑硅藻土在长期不排水循环加载下的孔压和变形累积、应力-应变滞回曲线演化、强度衰减、及阻尼比和小应变剪切模量变化等的规律。分析长期不排水循环荷载作用下原状硅藻土的动弹性模量、累积应变、阻尼比和小应变剪切模量等经验方程在重塑硅藻土上的适用性。分析循环应力比、循环荷载振动频率等对重塑硅藻土动力特性的影响。研究发现,重塑硅藻土的界限残余孔压比显著高于原状硅藻土,且不同加载频率下重塑样残余孔压比及回弹应变发展曲线有较大差别;重塑样的强度较原状样显著降低,临界循环应力比在0.25～0.3之间;不同于原状样,重塑样的动弹性模量在动应变发展初期呈现非线性衰减,体现了其应变软化的特征,加载到后期时表现出明显的应变硬化,抵抗变形的能力增加;相对于原状样来说,重塑样小应变剪切模量显著降低。(4)将原状硅藻土和重塑硅藻土的试验结果进行比较,分析重塑硅藻土和原状硅藻土的性状差异。从比较结果可知,硅藻土是一种强结构性土。原状样和重塑样的破坏形态具有较大差别,原状样表现为由应变局部化引发的剪切破坏,主要特征是沿土样原有结构面剪切破坏。

关键词：硅藻土动三轴试验循环荷载循环应力比加载频率应变孔压动弹性模量动剪切模量阻尼比土的结构性

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饱和度对粉土灵敏度影响的室内试验研究

饱和度对粉土灵敏度影响的室内试验研究

作者：孟令帅太原理工大学

学位级别：硕士

土的结构性是决定土体力学特性的一个极为重要的内在因素。本文通过室内无侧限抗压强度试验与锥入度试验分别对粉土的灵敏度和锥入度之比进行了研究，并且从这两个方面来分析土体受到扰动和饱和度变化时土体结构性的变化规律。试验结果... 详细信息

土的结构性是决定土体力学特性的一个极为重要的内在因素。本文通过室内无侧限抗压强度试验与锥入度试验分别对粉土的灵敏度和锥入度之比进行了研究，并且从这两个方面来分析土体受到扰动和饱和度变化时土体结构性的变化规律。试验结果表明：（1）当粉土受到浸水的影响时从灵敏度随饱和度的变化规律可知，土体饱和度在70%左右土对外荷载的反应最灵敏，此时灵敏度取得最大值，而且土体扰动前后强度变化明显，在受到外界荷载的作用下土体容易发生破坏。（2）在应变灵敏度的试验结果分析中，通过试验可知应变灵敏度随应变曲线变化的峰值点代表着原状土有裂缝出现的时刻。峰值点以前土体的变形为塑性变形，峰值点以后土体逐渐失去原有的结构,伴随着裂缝的不断开展，原状土与重塑土之间抗压能力的差距越来越小，相应的应力的比值逐渐减小曲线下降。（3）在应力灵敏度的试验结果分析中应力灵敏度随应变变化曲线图没有出现峰值点，曲线呈单调上升的趋势，并且随着压力的增加原状土的变形速率大于重塑土的变形速率。因此，同一应力状态下应力灵敏度比值也越来越大，曲线图也客观地反映了加荷对土体结构的影响。（4）从三种灵敏度的比较分析可知，应变灵敏度侧重于土的结构强度，比值越大说明原状土与重塑土的强度差越大，因此土扰动前后受到外荷载作用时土体的反应越灵敏。应力灵敏度则侧重于土的变形能力，比值越大说明随着力在相同微小增量的情况下原状土变形的变化增速要比重塑土变形的变化增速大。通常定义的灵敏度只是单一的通过土体破坏后原状土与重塑土的强度比来反映土灵敏度的强弱。（5）在锥入度之比的数值分析中，锥入度的比值随着饱和度由低到高的变化，其比值先呈现出下降的趋势，大概在饱和度达到70%左右比值达到最小值，然后随着饱和的度的增加曲线呈现出上升的趋势，而且不论饱和度如何变化锥入度的比值都小于1。（6）锥入度之比与三种灵敏度的比较分析表明，锥入度之比与通常定义的灵敏度，二者在表现土体结构性时有着对应的关系，曲线图近似为轴对称图形，并且灵敏度越大土体的结构强度越明显，相反锥入度之比越小土的结构强度也越明显;从整体上来说锥入度之比与应变灵敏度最大值的曲线图存在着一定的对应关系，而从曲线上的每个点来说，土体应变灵敏度取到最大值时土体未完全破坏，土的结构强度没有得到完全释放，锥入度之比的每个值反映了原状土与重塑土抵抗剪切破坏的能力;在锥入度之比与应力灵敏度随饱和度变化的规律中，应力灵敏度的每个最大值变化不大，因此受饱和度变化的影响比较有限，而锥入度之比值随着饱和度的增加却呈现出先减小后增大的变化规律，因此锥入度之比受饱和度变化的影响比较明显。

关键词：土的结构性灵敏度应变灵敏度应力灵敏度锥入度之比