考虑循环应力比和频率影响的动荷载下软土微观结构研究.pdf

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1、第35卷第3期岩土力学、，01．35NO．32014年3月RockandSoilMechanicsMar2014文章犏号l1000-7598(2014)03-735-09考虑循环应力比和频率影响的动荷载下软土微观结构研究曹洋2，周建一，严佳佳，2(1．浙江大学滨海和城市岩土工程研究中心，杭州310058：2．浙江大学软弱土与环境土工教育部重点实验室，杭州310058)摘要：以杭州原状软土为研究对象，借助扫描电镜~[1PCAS微观定量测试技术，采用分形理论对波浪荷载下的饱和软土微观结构进行研究，探讨不同循环应力比和不同频

2、率条件下孔隙的分布特征及其变化规律。结果表明：循环应力比越大或频率越低，试样破坏所需的循环次数越少；试样临界破坏应变水平随循环应力比的增加呈升高趋势，而不同频率下的临界破坏应变水平则基本一致；孔隙的尺度、排列、形态等特征均随循环应力比的变化呈规律性变化，但随频率变化没有明显的规律性；循环剪应力作用下，孔隙破碎的同时兼并生长，这是剪切带上褶皱现象的微观本质，并且孔隙排列方向与剪切带方向基本一致。通过循环加载前、后微观结构特征参数的变化规律，揭示了波浪荷载下循环应力比和频率对土体微观结构的影响以及土体宏观变形的微观机制。关

3、键词：饱和软黏土；波浪荷载；扫描电镜；循环应力比；频率；微观结构中图分类号：TU447文献标识码：AStudyofmicrostructuresofsoftclayunderdynamicloadingconsideringeffectofcyclicstressratioandfrequencyCAOYang一，ZHOUJian，，YANJiadia，(1．ResearchCenterofCoastalandUrbanGeotechnicalEngineering，ZhejiangUniversity，Hangzho

4、u310058，China；2．KeyLaboratoryofSoflSoilsandGeoenvironmentalEngineeringofMinistryofEducation，ZhejiangUniversity，Hangzhou310058，China)Abstract：ThefractaltheoryisusedtostudythemicrostructureofHangzhouintactclayunderwaveloadingbyscanningelectronmicroscope(SEM)andPCA

5、Squantitativetestingtechnology．Thecharacteristicsandvariationofporesdistributionunderdifferentcyclicstressratiosanddifferentfrequenciesareinvestigated．Thestudyresultsshowthatfewercyclesarerequiredathigherstressratioorlowerfrequencywhenthespecimenapproachedfailur

6、e．Thelevelsofcriticalfailurestraintendtoincreasewiththeincreasingofcyclicstressratio，butalmostthesameunderdifferentfrequencies．Thecharacteristicsofporedistributionsuchasscale，arrangementandpattemwouldchangeregularlywiththecyclicstressratio；butnoapparentregularit

7、yvarieswithfrequency．Bothcontractionanddilatationexistontheshearband，causedbytheporeswhicharebrokingwhilemergingatthesametimeundercyclicshearstress；also．thepore’Sorientationisconsistentwimtheshearband’Sdirection．Accordingtothevariationofmicrostructurecharacteris

8、ticparametersbeforeandaftercyclicloading，theeffectsofcyclicstressratioandfrequencyonmicrostructureofsoftclayunderwaveloadingarerevealed；andthemicroscopicmechanismofwa