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水利工程论文-不同应力条件下砂土动模量特性的试验对比研究.doc

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水利工程论文-不同应力条件下砂土动模量特性的试验对比研究.doc

水利工程论文-不同应力条件下砂土动模量特性的试验对比研究摘要:利用新研制的三轴—扭剪多功能剪切仪分别进行了竖向与扭转双向耦合剪切振动、振动三轴和振动扭剪等3种试验,采用内置于三轴室的轴力及扭矩双出力传感器和非接触式微小位移传感器测量荷载与位移,着重研究了均等固结条件下福建标准砂的动模量特性。试验结果表明:动力双向耦合试验在扭转方向和竖向的动模量与应变之间的变化规律分别与相同条件下的动扭剪、动三轴试验结果一致;归一化动模量与按照参考应变归一化后的应变比之间的关系不再依赖于初始固结压力、密度及应力路径;动三轴试验与动扭剪试验所得到的最大动剪切模量与初始固结应力之间的关系基本一致,与此相比,由动力耦合试验中扭转向振动分量所得到的结果偏高,由动力耦合试验中竖向振动分量所得到的结果又稍低。关键词:动力土工试验动模量复杂应力条件土的动模量是土动力学计算与分析的基本参数,一般采用共振柱仪、动扭剪仪或动三轴仪试验测定。由于试验设备的限制,对于在波浪荷载下所产生的轴向与扭转双向耦合剪切振动[1~4],特别是在主应力轴连续旋转等复杂应力条件下,砂土在微幅应变条件下的变形特性及动力参数特别是复杂应力条件下与简单应力条件下砂土动模量特性之间的相互关系尚缺乏系统性的研究。本文利用最新研制的土工静力—动力液压三轴—扭剪多功能剪切仪分别进行了轴向拉压-扭转剪切双向耦合振动试验与普通动三轴试验、常规动扭剪试验等3种试验,采用内置于三轴室的轴力及扭矩双出力传感器和非接触式微小位移传感器测量荷载与位移,针对福建标准砂,着重在均等固结应力状态、3种不同循环应力条件下对动模量特性进行了试验研究。对不同初始固结应力和不同相对密度条件下的试验结果进行了对比研究,探讨了不同应力条件下所得到的动模量及其随应变的变化规律之间的相互关系。1试验设备与试验方法在大连理工大学“211工程”“海岸和近海工程”重点学科建设计划的支持下,由大连理工大学与日本诚研舍株式会社联合设计和研制,并由诚研舍制造的土工静力—动力液压三轴—扭剪多功能剪切仪[5],既可进行普通的静力或动力三轴剪切试验和扭剪试验,也可完成独立控制竖向荷载和扭矩大小速率及其相位的静、动力轴向-扭转振动双向耦合剪切试验。控制方式包括应力控制与应变控制。固结条件包括均压固结、偏压固结、K0固结及内外室压力不等的复杂固结应力组合。图1土工多功能剪切仪主要构成示意整个试

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