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应力和应变控制下饱和砂土循环扭剪试验分析

科学技术与工程 2019年第12期19卷 298-304页

作者：韩丽君刘保健冀慧长安大学公路学院西安710064 山西大学土木工程系太原030013

针对某些动荷加载为应变控制的工程问题,如大型工业振动机械的工作平台基础,为研究其动力学性质,利用空心圆柱扭剪仪,分别采用应力和应变控制两种加荷方式,对处于复杂初始应力状态,即不同中主应力系数下的饱和福建标准砂进行小应变循环... 详细信息

针对某些动荷加载为应变控制的工程问题,如大型工业振动机械的工作平台基础,为研究其动力学性质,利用空心圆柱扭剪仪,分别采用应力和应变控制两种加荷方式,对处于复杂初始应力状态,即不同中主应力系数下的饱和福建标准砂进行小应变循环扭剪试验研究。结果表明,不同加荷方式对土的骨干曲线和剪切模量没有影响;同剪应变幅值时,应变控制下土的阻尼比较应力控制略大;两种控制方式下,试样振动过程中的轴向变形均随着中主应力系数的增大而减小。可见,加荷方式对土的动力特性影响甚微,针对动应变控制的工程问题,在设备有限时可采用应力控制试验模拟代替。

关键词：循环扭剪试验中主应力系数应力控制应变控制动剪切模量阻尼比

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循环扭剪试验中饱和砂土的某些动力特性

水利学报 1994年第5期26卷 77-83,F003页

作者：牛建新汪闻绍水利水电科学研究院

本文用国内研制的首台循环扭剪二轴仪研究了饱和砂（Ｄｒ＞５０％）的动强度和液化的特性，围绕着模拟现场地震时土体的应力条件，系统地进行了等压无预剪固结，等压有预剪固结和偏压无预剪团结的不排水循环扭剪试验，并将扭剪试验与一... 详细信息

本文用国内研制的首台循环扭剪二轴仪研究了饱和砂（Ｄｒ＞５０％）的动强度和液化的特性，围绕着模拟现场地震时土体的应力条件，系统地进行了等压无预剪固结，等压有预剪固结和偏压无预剪团结的不排水循环扭剪试验，并将扭剪试验与一些相应动三轴试验结果作了比较，根据循环扭剪的试验结果。

关键词：饱和砂土循环扭剪试验动力特性

主应力轴旋转下K_0固结饱和粉质黏土孔压及变形特性试验研究

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岩土力学 2018年第8期39卷 2787-2794,2804页

作者：刘家顺张向东孙嘉宝杨建军方天健辽宁工程技术大学土木工程学院辽宁阜新123000

主应力旋转将加速孔压和塑性应变的累积,影响土体的力学特性。为研究主应力轴循环旋转对K_0固结饱和粉质黏土孔压和变形的影响,利用GDS-HCA试验系统开展了不同应力路径的K_0固结饱和粉质黏土不排水循环三轴试验和循环扭剪试验,研究了主... 详细信息

主应力旋转将加速孔压和塑性应变的累积,影响土体的力学特性。为研究主应力轴循环旋转对K_0固结饱和粉质黏土孔压和变形的影响,利用GDS-HCA试验系统开展了不同应力路径的K_0固结饱和粉质黏土不排水循环三轴试验和循环扭剪试验,研究了主应力轴循环旋转对K_0固结饱和粉质黏土累积塑性应变、孔压等动力特性的影响。结果表明:动剪应力幅值、心形应力路径所包围的面积、循环偏应力幅值等均随循环剪应力比和循环动应力比的增大而增大。试样未发生破坏时,K_0固结饱和粉质黏土的孔压比随着振动荷载作用次数的增加而增大;当试样发生破坏时,孔隙压力迅速消散,孔压比急剧下降。循环扭剪试验时试件产生的轴向累积塑性应变始终大于循环三轴试验产生的累积塑性应变,说明主应力轴循环旋转会加速试件轴向应变的累积。试件的累积塑性应变随循环剪应力比和循环动应力比的增大而增大。循环动应力比越大时,主应力轴旋转造成的轴向累积塑性应变差异越显著。在Monismith幂次函数模型的基础上,建立了主应力轴循环旋转条件时K_0固结饱和粉质黏土累积塑性应变方程,并对模型的可靠性进行了分析和验证。

关键词：主应力轴旋转 K0固结饱和粉质黏土循环扭剪试验孔压比轴向累积塑性应变

初始中主应力系数对中密粉煤灰动模量阻尼比影响的试验研究

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岩土力学 2008年第3期29卷 591-595,602页

作者：郭莹张小玲栾茂田刘洋张吉宏大连理工大学海岸和近海工程国家重点试验室大连116024 大连理工大学土木水利学院岩土工程研究所大连116024

利用土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪,开展了在三向非均等固结状态下的饱和中密粉煤灰循环扭剪试验。着重探讨了初始中主应力系数对饱和中密粉煤灰的动模量和阻尼比特性的影响。试验结果表明:初始中主应力系数对粉煤灰动剪切模... 详细信息

利用土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪,开展了在三向非均等固结状态下的饱和中密粉煤灰循环扭剪试验。着重探讨了初始中主应力系数对饱和中密粉煤灰的动模量和阻尼比特性的影响。试验结果表明:初始中主应力系数对粉煤灰动剪切模量有一定的影响,对阻尼比没有影响。根据仪器量测系统的特点,采用了大小位移计联合测量角位移的方法,不仅能够提高测试精度,而且能够获得完整的动模量和阻尼比随动剪应变幅值的变化过程。

关键词：初始中主应力系数循环扭剪试验粉煤灰动模量阻尼比

复杂应力条件下长江口原状饱和软黏土门槛循环应力比试验研究

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岩土力学 2010年第4期31卷 1123-1129页

作者：刘功勋栾茂田郭莹王忠涛贺林张俊峰大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室大连116024 大连理工大学土木工程学院岩土工程研究所大连116024

针对取自于长江口的海洋原状饱和软黏土,利用土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪,在控制不同初始固结参数的三向非均等固结状态和不排水条件下,分别进行了轴向和扭转双向耦合循环剪切以及循环扭剪等多种复杂循环剪切试验。分别研... 详细信息

针对取自于长江口的海洋原状饱和软黏土,利用土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪,在控制不同初始固结参数的三向非均等固结状态和不排水条件下,分别进行了轴向和扭转双向耦合循环剪切以及循环扭剪等多种复杂循环剪切试验。分别研究了初始大主应力方向角、初始偏应力比、初始中主应力系数以及循环剪切应力模式等因素对门槛循环应力比的影响。试验结果表明,在三向非均等固结条件下,初始大主应力方向角、初始偏应力比对门槛循环应力比影响显著,门槛循环应力比随着初始大主应力方向角与初始偏应力比的增大而明显减小;而初始中主应力系数对门槛循环应力比基本没有影响。循环剪切应力模式对门槛循环应力比具有显著影响,在相同的初始固结应力条件下,循环耦合剪切试验确定的门槛循环应力比明显小于循环扭剪试验所确定的门槛循环应力比。

关键词：原状饱和软黏土门槛循环应力比循环耦合剪切试验循环扭剪试验三向非均等固结

初始应力条件对松砂动力变形特性影响的试验研究

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岩土力学 2005年第8期26卷 1195-1200页

作者：郭莹栾茂田史旦达许成顺何杨李木国大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室大连116024 大连理工大学土木水利学院岩土工程研究所大连116024

实际建筑物地基或土坡中土体在地震或波浪等复杂动力荷载作用前往往处于复杂的初始应力状态,而常规的土工动力试验通常无法再现这种复杂固结应力条件下土的动力特性。利用最新研制开发的土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪,针对福... 详细信息

实际建筑物地基或土坡中土体在地震或波浪等复杂动力荷载作用前往往处于复杂的初始应力状态,而常规的土工动力试验通常无法再现这种复杂固结应力条件下土的动力特性。利用最新研制开发的土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪,针对福建标准砂(Dr=30%),进行了循环扭剪试验,探讨了初始主应力方向角α0和初始偏应力比η0等初始固结条件对松砂动剪切模量G和阻尼比ξ等动力变形特性的影响。

关键词：初始固结条件循环扭剪试验初始偏应力比初始主应力方向动模量阻尼比

饱和南京细砂初始液化后特大流动变形特性试验研究

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岩土工程学报 2016年第12期38卷 2164-2174页

作者：庄海洋胡中华王瑞陈国兴南京工业大学岩土工程研究所江苏南京210009

针对地震中倾斜场地砂土液化流动大变形特征与机理,以具有明显片状颗粒结构特征的南京细砂为研究对象,采用了英国GDS公司的动态空心圆柱扭剪仪,开展了饱和南京细砂液化后特大流动变形特性的循环扭剪试验研究,主要分析了橡皮膜效应、有... 详细信息

针对地震中倾斜场地砂土液化流动大变形特征与机理,以具有明显片状颗粒结构特征的南京细砂为研究对象,采用了英国GDS公司的动态空心圆柱扭剪仪,开展了饱和南京细砂液化后特大流动变形特性的循环扭剪试验研究,主要分析了橡皮膜效应、有效围压、循环加载幅值和初始静剪应力等因素对南京细砂液化流动大变形特性的影响规律及其机理。试验结果表明:在其它条件不变时,随着有效围压增加,饱和南京细砂抗液化强度和抗单向液化流动累积变形强度都有所增加。当保持围压不变时,饱和南京细砂抗单向液化流动累积变形的强度有增加的趋势。随着初始静剪应力比的变大,南京细砂的抗液化和抗单向累积变形强度特征可以分为三个不同阶段。在无初始静剪应力条件下饱和南京细砂液化后仍以循环液化流动变形为主和单向流动累积变形为辅。但是,随着初始静剪应力比的增大,饱和南京细砂抗液化强度和抗单向液化流动累积变形强度明显降低,即主要发生单向液化流动累积变形破坏。当初始静剪应力比接近或超过循环动剪应力比时,饱和南京细砂的抗液化和抗单向流动累积变形的强度又明显增大,但仍以液化单向流动累积破坏为主。当初始静剪应力比继续增大到一定程度时,饱和南京细砂已经很难液化,其抵抗单向累积变形的强度也明显降低,主要原因应为此时试样发生的是塑性累积大变形破坏。同时,试验结果表明饱和南京细砂的液化后流动大变形特性也明显区别于含圆形颗粒为主的日本丰浦砂。

关键词：饱和南京细砂液化流动大变形初始静剪应力比循环扭剪试验

复杂应力条件下饱和松砂孔隙水压力增长特性的试验研究

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地震工程与工程振动 2004年第3期24卷 139-144页

作者：郭莹栾茂田何杨许成顺史旦达李木国大连理工大学海岸和近海工程国家重点实验室辽宁大连116024 大连理工大学土木水利学院辽宁大连116024

针对福建标准砂Dr=30%,在三向非均等固结条件下,利用新研制的土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪针对多种不同初始主应力变化方式进行了循环扭剪试验,讨论了初始主应力方向变化等初始固结条件对饱和松砂不排水条件下孔隙水压力变... 详细信息

针对福建标准砂Dr=30%,在三向非均等固结条件下,利用新研制的土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪针对多种不同初始主应力变化方式进行了循环扭剪试验,讨论了初始主应力方向变化等初始固结条件对饱和松砂不排水条件下孔隙水压力变化规律的影响,对循环扭剪过程中主应力方向与中主应力系数的变化进行了分析,给出了孔隙水压力随循环次数的变化规律。结果表明:分别以最大孔隙水压力和液化破坏时循环次数归一化后的孔隙水压力比和循环次数比之间的关系依赖于循环剪应力幅值和初始主应力方向。而归一化后的孔隙水压力比与广义剪应变之间的关系和循环剪应力幅值、初始主应力方向无关,可以统一地采用双曲线模式表达,其中的两个待定参数依赖于初始主应力方向。

关键词：循环扭剪试验初始主应力方向角三向非均等固结循环孔隙水压力广义剪应变

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原状海洋土动泊松比的试验研究

岩土力学 2011年第S1期32卷 346-350页

作者：潘华陈国兴孙田南京工业大学岩土工程研究所南京210009

利用空心圆柱扭剪(HCA)仪,针对原状海洋粉质黏土,通过循环三轴及循环扭剪试验,得出相应的杨氏模量、剪切模量和动泊松比,探讨了有效固结围压、固结应力比对动泊松比的影响。试验结果表明:土体的动泊松比随着广义剪应变的增大而增大;有... 详细信息

利用空心圆柱扭剪(HCA)仪,针对原状海洋粉质黏土,通过循环三轴及循环扭剪试验,得出相应的杨氏模量、剪切模量和动泊松比,探讨了有效固结围压、固结应力比对动泊松比的影响。试验结果表明:土体的动泊松比随着广义剪应变的增大而增大;有效固结围压、固结应力比均对动泊松比有显著的影响,动泊松比随着有效固结围压、固结应力的增大而逐渐减少;且随着广义剪应变的增大,两者对动泊松比的影响减小,当广义剪应变增大到1.8×10-2左右,试验终止,此时土体动泊松比约为0.48。试验中未出现动泊松比大于0.5的现象,说明土体未出现剪胀现象,试验所采用的粉质黏土在循环荷载作用下具有较好的稳定性。

关键词：空心圆柱扭剪仪原状海洋土循环三轴试验循环扭剪试验动泊松比