浅谈南京及其邻近地区新近沉积土的动力特性和砂土震动液化试验研究

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1、南京工业大学硕士学位论文南京及其邻近地区新近沉积土的动力特性和砂土震动液化试验研究姓名：刘雪珠申请学位级别：硕士专业：岩土工程指导教师：陈国兴20030501ABSTRACT摘要本文简要地回顾了土的动力特性以及砂土震动液化研究进展。砂土液化是一种相当复杂的现象，它的产生、发展和消散主要由±的物理性质、受力状态和边界条件所制约，存在许多影响因素，例如土的密度、土的结构性、粘粒含量、饱和度、级配、透水性能以及初始应力状态和动荷载特征等。对于一般饱和砂土的动力特性和液化势的研究已比较深入，然而，愈益增多的宏观现象和试验研究表明，由于土

2、的沉积环境不同而导致土的结构性的差异。而土的结构性对抗液化能力的影响并不亚于密度、固结压力等因素，古河漫滩堆积物即新近沉积土在地震当中更容易液化。在南京及其邻近地区的漫滩相新近沉积土中存在着两种具有特殊结构性的土层：呈现粉质粘土和粉砂组合的“干层饼”状外貌的粉质粘土与粉砂互层土和具有片状结构的粉细砂。至今，尚未有人对这两种具有特殊结构性的南京细颗粒土的动力特性以及抗液化性能做过较系统的探讨。因此，研究南京及其邻近地区漫滩相新近沉积土的动力特性，评估它们在地震作用下的液化可能性，具有重要的现实意义。通过自振柱试验，探讨了土的结构性

3、、有效围压和应变幅值大小对动荷载作用下南京及其邻近地区新近沉积土的动剪切模量、阻尼比和应力一应变关系的影响；通过试验和理论分析，给出了南京及其邻近地区的粘土、淤泥质粉质粘土、粉质粘土、粉质粘土与粉砂互层土、粉土以及砂土等六类新近沉积土中典型土类的动剪切模量比和阻尼比随剪应变幅值变化的平均曲线、包络线和推荐值。利用动三轴试验机对南京粉质粘土与粉砂互层土和南京粉细砂进行了液化对比试验。探讨了固结比、有效周结压力对这两类土的抗液化强度的影响，以及这两类土在相同固结比、有效固结压力条件下抗液化性能和振动孔压的发展模式的差异。试验研究表明

4、，土的结构性和初始应力状态是影响这两类土的滚化势的一个重要原因。南京粉细砂是一种以片状颗粒成分为主的、具有各向异性的粉细砂，与通常的圆形颗粒石英砂有一定区别。利用动三轴试验机对南京粉细砂进行了粘粒含量对其液化势的影响研究。试验研究发现，粘粒含量是影响南京粉细砂液化势的一个重要因素，对南京粉细砂液化性能的影响并不是随着粘粒含量的增大，抗液化强度也单调变化，而是抗液化强度与粘粒含量的关系呈向上开口的近似抛物线型。同时，提出了不同粘粒含量南京粉细砂在不同固结比条件下的振动孔压发展模式。关键词：新近沉积土，土的动力特性，砂土液化，南京粉

5、质粘土与粉砂互层土·南京粉细砂抗液化强度，振动孔压，粘粒含量，液化试验，动剪切模量和阻尼比ABSTRACTInthisdissertation，thestudiesondynamicbehaviorofsoilsandliquefactionpotentialofsaturatedsandsarebrieflyreviewed．Liquefactionofsaturatedsandsisagreatlycomplicatedphenomenon．Itsgeneration，developmentanddissipationare

6、restrictedbyphysicalproperty,stressconditionandboundaryconditionofsoils．Inaddition，therearealotofinfluencingfactorssuchasdensity,structureproperty，claycontent，degreeofsaturation，gradation，hydranlicconductivity,initialstressconditionanddynamicloadcharacterandSOon．Ther

7、esearchesofdynamicbehaviorandliquefactionpotentialofsaturatedsandshavebeenfurther．However,moreandmoremacroscopicliquefactionphenomenaandexperimentalinvestigationsshowthatdifferentdepositionalenvironmentsleadtodifferentstructureofsoils，whiletheinfluenceofstructureprop

8、ertyofsoilsonliquefactionresistanceisnolessthanthatofdensityandconsolidationstressandSOon．Ancientalluvialflatdeposits，namelyrecentl