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《复杂应力状态下钙质砂的动强度》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。
1、第22卷第1期华 中 科 技 大 学 学 报(城市科学版)Vol.22No.12005年3月 J.ofHUST.(UrbanScienceEdition)Mar.2005复杂应力状态下钙质砂的动强度11223虞海珍 赵文光 汪 稔 李建国 许成顺(1.华中科技大学 土木工程与力学学院,湖北 武汉 430074;2.中科院武汉岩土力学研究所,湖北 武汉 430070;3.大连理工大学 岩土工程研究所,辽宁 大连 116024)摘 要:利用土工静力2动力液压三轴2扭剪多功能剪切仪模拟海洋波浪的加载形式,对相对密度为30%的钙质砂进行了扭转和竖向耦
2、合循环剪切试验,着重研究了复杂应力状态下初始主应力方向角A0和中主应力系数b对钙质砂动强度特性的影响.研究表明:初始主应力方向对钙质砂的动强度具有显著的影响,随着初始主应力方向角A0的增大,动强度明显降低,且降低的程度随破坏振动次数的增加而增加;b值对动强度也有影响,影响程度与A0相比要小.关键词:波浪荷载; 耦合剪切试验; 钙质砂; 动强度; 初始主应力方向; 中主应力系数中图分类号:TU411.8:TU447 文献标识码:A 文章编号:167227037(2005)0120040204 钙质砂是海洋生物成因含CaCO3超过50%环的
3、偏差正应力来模拟循环剪切荷载,无法考虑的特殊岩土介质,具有独特的力学和工程性主应力方向A0和中主应力R2(或中主应力系数b[1,2]质.在我国的南海海域,钙质砂有着广泛的分=(R2-R3)ö(R1-R3))的影响.布,且其CaCO3的含量多在90%以上.钙质砂作关于初始主应力方向角A0及b值对土的动为海床和近海、离岸建筑物的地基,往往处于复杂力特性的影响,国内外自80年代开始进行了一些[4]的初始固结应力状态和复杂的循环加载条件.作研究工作.法国的Symes用空心圆柱动扭剪仪为海床地基的钙质砂所承受的经常性荷载主要是对Ham河砂的等压固结试样
4、研究表明,A0对动波浪荷载,波浪荷载作用下海床中土单元应力状强度有显著的影响,但b值对动强度的影响并不[3][5][6]态有两个特征:动主应力轴连续旋转;动偏差应明显.日本东京大学的Towhata及Ishihara对力幅值保持为常数(图1(a)).日本标准砂Toyoura砂的研究也同样说明A0对动强度有较大的影响.国内沈瑞福、王洪瑾及付磊[3,7,8]等利用清华大学在原拟静扭剪共振柱仪基础上改造后的设备,分别针对砂土、瀑布沟粘土心墙土料及密云砂砾料进行了动扭剪试验,以此探讨了A0与b值对液化强度、残余应变和残余孔压的影响.研究表明A0对土的动
5、力特性具有不容忽[9]视的影响.大连理工大学郭莹等利用最新研制图1 不同试验条件下的循环剪切应力路径的土工静力2动力液压三轴2扭剪多功能剪切仪同目前在土动力学研究中,普遍采用的是循环时进行了竖向与扭转双向耦合循环剪切试验和循三轴试验与循环扭剪试验(图1(b),(c)).从图1环扭剪试验,通过对比着重探讨了A0对福建标准所示的应力路径可看出这两种常规土工动力试验砂动强度特性的影响,两种类型的循环剪切试验中,土单元体上的主应力轴都只可能随循环加载结果一致表明:A0对松砂的动强度具有非常显著方向的变化而发生90°的突然变化,无法模拟循的影响.环荷载
6、作用过程中主应力轴的连续变化.循环三为了给钙质砂的土工数值计算以及进行波浪轴试验仅能够模拟均压固结和两向偏压固结等简荷载动力响应分析提供可靠的动力参数,保证计单固结应力条件,无法模拟复杂的初始固结应力算及分析正确,必须清楚A0及b值对特殊岩土介状态;而且只能在固定初始主应力方向上施加循质的钙质砂强度的影响.作者针对相对密度为收稿日期:2004208202.作者简介:虞海珍(19732),女,讲师;武汉,华中科技大学土木工程与力学学院(430074).©1995-2005TsinghuaTongfangOpticalDiscCo.,Ltd.Al
7、lrightsreserved.第1期虞海珍等:复杂应力状态下钙质砂的动强度·41·30%的钙质砂做竖向与扭转双向耦合循环剪切试1.2 试验土料及试验制备验,对上述问题进行研究.试验土料为我国南沙群岛的钙质砂,主要的物性指标:颗粒比重Gs=2.73;最大干密度Qdmax331 复杂应力状态试验=1.44göcm;最小干密度Qdmin=1.13göcm;最大孔隙比emax=1.423;最小孔隙比emin=0.896.1.1 试验仪器及初始应力状态的模拟空心圆柱试样的制作采用分层干装法,并联试验用的土工静力2动力液压三轴2扭剪多功合利用通CO2,
8、通无气水与施加反压等方法使试能剪切仪,既能独立施加垂直与水平向的静、动应样饱和,试验中的砂样饱和后孔压系数B值均达力,又能独立施加试样内、外室压力,因而不仅能到0.
