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水利工程论文-饱和砂土液化应变发展过程的研究.doc

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水利工程论文-饱和砂土液化应变发展过程的研究.doc

水利工程论文-饱和砂土液化应变发展过程的研究摘要:通过动三轴试验,研究了洞庭湖区饱和砂土液化过程中轴向应变的发展规律,根据应力-应变滞回环随振动次数的变化,将液化过程划分为4个阶段,并将轴向应变与砂土的应力路径、孔隙水压力的变化相联系,研究表明:砂土的应变与应力状态紧密相关.据此,观测轴向弹性模量随应变的发展而逐步衰化的过程,有助于进一步了解砂土液化的过程.关键词:砂土液化应变弹性模量过去人们对砂土液化的研究多集中于孔隙水压力、砂土液化强度上[1-4],在这些方面取得了许多可喜的研究成果.但是,对于砂土液化的破坏过程中的一个重要的现象即饱和砂土会发生大的变形则研究得不多.通过研究饱和砂土的应变变化过程,可以进一步了解砂土液化的全过程,从而对饱和砂土液化机理有更深的认识.笔者通过动三轴实验,对洞庭湖区砂土液化过程进行了分析研究.1液化实验实验采用北京新技术应用研究所研制的DDS-70微机控制动三轴仪,该仪器可以适时监视实验过程,并记录储存实验过程中轴向力、应变和孔隙压力,因而可以对砂土的液化过程进行分析研究.实验所用砂样来自洞庭湖区,制备后进行饱和固结不排水实验,其主要参数如表1、表2.表1砂土参数图1为典型的饱和砂土的孔压、轴向力与轴向应变的时程曲线(Dr=0.58,σ3=σd=10kPa,kc=1).以下讨论没有特殊说明,均以该实验条件为准.2应力-应变回滞环根据应力-应变回滞环不同将液化过程划分为四个阶段,相应的应力-应变回滞环变化如图2~图5所示.图1典型的试件液化实验曲线图20~15次振动轴向应力与轴向应变关系曲线图320~25次振动轴向应力与轴向应变关系曲线图425~30次振动轴向应力与轴向应变关系曲线图530~35次振动轴向应力与轴向应变关系曲线从图可以看出:(1)在振动开始阶段(图2),迟滞环呈不规则椭圆形.在拉应力处于峰值附近时,轴向应变出现大的变化,由压应变峰值迅速达到拉应变峰值,其他阶段的应变变化较缓,尤其是在压应力卸载与拉应力卸载阶段,轴向应变几乎不变,并且,振动次数之间的回滞环变化不大,可以认为,砂土还处于粘弹性阶段;(2)随着振动次数的增加,曲线出现变化,在20~25次振动过程中,回滞环形状发生了少许变化,应变的幅值变大,同时,相邻振次之间的回滞环差异逐步变大,说明出现了残余的塑性应变,砂土已进入粘塑性阶段;(3)随着振动次数的增加,应变的

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