【摘要】：工程場(chǎng)地的物理模擬試驗(yàn)是研究其震害發(fā)生機(jī)理和評(píng)估工程震害的重要技術(shù)手段,其中飽和無(wú)粘性土試驗(yàn)尤其液化模擬更是當(dāng)前工程所需和研究熱點(diǎn)。飽和度是飽和無(wú)粘土模型成型的關(guān)鍵因素在單元體試驗(yàn)歷史研究中已經(jīng)表明并在學(xué)術(shù)界達(dá)成共識(shí),飽和度對(duì)飽和無(wú)粘性土試驗(yàn)結(jié)果影響顯著。以液化試驗(yàn)為例,在飽和度0.98到1.00范圍內(nèi)降低1%,抗液化循環(huán)應(yīng)力比可增加30%以上,因而發(fā)展了B值法控制試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷娘柡投?并成為當(dāng)前單元體試驗(yàn)制模的控制標(biāo)準(zhǔn)之一。模型試驗(yàn)的制模飽和技術(shù)主要借鑒于單元體試驗(yàn),但分析表明單元體試驗(yàn)中常用的B值飽和度控制法不適用于模型試驗(yàn),不可直接拓展到模型試驗(yàn),當(dāng)前模型試驗(yàn)飽和度的控制方法仍然依賴于經(jīng)驗(yàn),這與模型試驗(yàn)對(duì)原型模擬的定量控制要求是不匹配的,致使試驗(yàn)結(jié)果欠缺穩(wěn)定性、延續(xù)性和橫向可比性,因此急需建立適用于土工模型試驗(yàn)的飽和度控制方法和標(biāo)準(zhǔn)。本文工作基于無(wú)粘性土模型試驗(yàn)對(duì)飽和度控制方法的迫切需求,旨在探索一套合理的模型飽和度測(cè)試方法,主要相關(guān)研究工作和成果如下:1)梳理目前主要的飽和無(wú)粘性土模型試驗(yàn)飽和制樣及飽和度評(píng)估方法,指出目前飽和度控制多依賴于經(jīng)驗(yàn)而且單元體試驗(yàn)中的B值飽和標(biāo)準(zhǔn)不適用于模型試驗(yàn),為提升模型試驗(yàn)結(jié)果的穩(wěn)定性、延續(xù)性和橫向可比性,急需建立適用于模型試驗(yàn)的無(wú)粘性土試樣飽和度測(cè)量方法。2)以物理學(xué)中描述氣體狀態(tài)的波義爾-馬略特定理為基礎(chǔ),提出了一套無(wú)粘性土飽和度測(cè)試方法,并對(duì)公式進(jìn)行了誤差分析,研發(fā)了相關(guān)儀器設(shè)備應(yīng)用于無(wú)粘性土模型的飽和度測(cè)試,通過(guò)一組平行試驗(yàn)并對(duì)比飽和度的直接定義方法,驗(yàn)證了該飽和度測(cè)試方法的有效性。3)應(yīng)用所提出飽和度測(cè)試方法,比較了當(dāng)前模型試驗(yàn)中常用的水沉法(脫氣水)、真空漫水法和真空滴水法的制樣飽和效果。研究表明在使用脫氣水作為基質(zhì)的條件下,水沉法的飽和效果仍然較差,飽和度上限約為0.995,相當(dāng)于單元體試驗(yàn)B值0.8左右飽和度,真空漫水法和真空滴水法的飽和度較高,飽和度上限約為0.998,相當(dāng)于單元體試驗(yàn)B值0.9左右飽和度。4)研究了試樣飽和度隨靜置浸泡時(shí)間的變化關(guān)系�；趯�(duì)比試驗(yàn)結(jié)果指出飽和度隨試樣靜置浸泡時(shí)間的增加而增加,但趨勢(shì)逐步減緩,符合時(shí)間的雙曲線函數(shù)關(guān)系,在可控時(shí)間內(nèi),飽和制樣方法控制了試樣的飽和度上限。進(jìn)而從精細(xì)控制與簡(jiǎn)單易用兩個(gè)維度推薦了兩套無(wú)粘性土制樣飽和方法流程,其一是以真空漫水法為基礎(chǔ)的精細(xì)化方法,其二是在只能使用水沉法制樣的工況下,主要通過(guò)合理控制試樣靜置浸泡時(shí)間使之達(dá)到該方法下最佳飽和度。
【圖文】：

飽和無(wú)粘性土基本模型與飽和度測(cè)量基本原理

設(shè)備結(jié)構(gòu)組成與連接示意圖
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)地震局工程力學(xué)研究所
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：TU41

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