本文關(guān)鍵詞：地震荷載下水泥土動(dòng)力特性試驗(yàn)研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：軟土在我國(guó)沿海地區(qū)分布極廣,具有含水率高、壓縮性大、抗剪強(qiáng)度低等不良工程性質(zhì)。水泥土攪拌樁復(fù)合地基作為一種加固軟土地基、改善其抗震性能行之有效的方法,近年來在高速公路、鐵路、機(jī)場(chǎng)跑道等重大基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中得到了廣泛的應(yīng)用。目前諸多科研工作者對(duì)于水泥土在靜力荷載作用下的力學(xué)特性做了大量研究工作,但關(guān)于水泥土在動(dòng)荷載作用下的強(qiáng)度及變形特性研究較少。本研究基于地震荷載下水泥土的破壞機(jī)理,采用英國(guó)GDS公司動(dòng)單剪儀來模擬施加地震荷載,研究了荷載幅值、頻率、相位差以及地震荷載的多向性對(duì)水泥土動(dòng)強(qiáng)度、動(dòng)變形以及動(dòng)剪切模量與阻尼比特性的影響。研究結(jié)論如下:(1)水泥摻入比的增加會(huì)減緩水泥土動(dòng)剪應(yīng)變的發(fā)展從而提高其動(dòng)強(qiáng)度,但循環(huán)應(yīng)力比反之。單向循環(huán)剪切荷載作用下的水泥土存在臨界循環(huán)應(yīng)力比,5%、10%、15%摻入比下的臨界循環(huán)應(yīng)力比分別是0.267、0.286、0.327。通過采用轉(zhuǎn)折應(yīng)變作為水泥土破壞的標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)歸一化處理方法,建立了循環(huán)應(yīng)力比和破壞振次的模型。水泥土在循環(huán)剪切荷載作用下會(huì)產(chǎn)生軟化現(xiàn)象,通過數(shù)據(jù)回歸分析發(fā)現(xiàn)采用Yasuhara的半對(duì)數(shù)模型能夠準(zhǔn)確而方便地描述水泥土軟化指數(shù)的規(guī)律。循環(huán)荷載頻率對(duì)于不同摻入比的水泥土動(dòng)強(qiáng)度表現(xiàn)出不同的性質(zhì)。(2)動(dòng)剪切模量隨著應(yīng)變幅值的增大不斷減小,阻尼比隨著應(yīng)變幅值的增大不斷增大。表明水泥土的彈性變形在逐漸減小,而結(jié)構(gòu)的損傷與塑性變形在逐漸增大。當(dāng)水泥摻入比大于10%時(shí),水泥土的孔隙明顯減小,壓縮性降低。動(dòng)剪切模量受固結(jié)應(yīng)力的影響減小。水泥土最大動(dòng)剪切模量與水泥摻入比的關(guān)系可用線性關(guān)系來描述,與固結(jié)應(yīng)力的關(guān)系也近似成線性關(guān)系。經(jīng)過歸一化的動(dòng)剪切模量與阻尼比數(shù)據(jù)點(diǎn)集中分布于一狹長(zhǎng)區(qū)域內(nèi),利用本研究提出的雙曲線模型可以較準(zhǔn)確的確定水泥土動(dòng)剪切模量與阻尼比的變化規(guī)律。(3)水平雙向循環(huán)荷載作用下水泥土應(yīng)變發(fā)展過程存在明顯的應(yīng)變轉(zhuǎn)折點(diǎn)。不同相位差下轉(zhuǎn)折應(yīng)變與對(duì)數(shù)破壞振次具有良好的線性關(guān)系。此時(shí),水泥土的動(dòng)強(qiáng)度曲線具有明顯的非線性特征,可用反比例函數(shù)關(guān)系式來描述。不同相位差雙向循環(huán)荷載剪切下的水泥土均存在一個(gè)臨界強(qiáng)度值,當(dāng)動(dòng)荷載低于此臨界強(qiáng)度值時(shí),無論循環(huán)振次有多大,水泥土均不會(huì)產(chǎn)生較大的應(yīng)變而發(fā)生破壞。(4)相位差對(duì)水泥土動(dòng)強(qiáng)度有明顯的影響,90°時(shí)水泥土動(dòng)強(qiáng)度最小,0°時(shí)水泥土動(dòng)強(qiáng)度最大,45°時(shí)水泥土動(dòng)強(qiáng)度介于二者之間。在常見的地震等效震次Nf=10~30范圍內(nèi),與單向循環(huán)剪切荷載作用下水泥土動(dòng)強(qiáng)度相比,相位差為0°時(shí),等幅值的雙向循環(huán)剪切荷載作用下水泥土的動(dòng)強(qiáng)度下降了30%左右,在實(shí)際工程設(shè)計(jì)過程中不可忽視相位差與地震荷載的多向性對(duì)水泥土動(dòng)強(qiáng)度的影響。
【關(guān)鍵詞】：水泥土 動(dòng)變形 動(dòng)強(qiáng)度 動(dòng)剪切模量 阻尼比 應(yīng)變軟化
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TU411
【目錄】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 緒論11-21
• 1.1 研究意義11-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究概況12-18
• 1.2.1 水泥土國(guó)外研究概況12-14
• 1.2.2 水泥土國(guó)內(nèi)研究概況14-18
• 1.3 存在的問題18-19
• 1.4 研究目的與內(nèi)容19-21
• 1.4.1 研究目的19-20
• 1.4.2 研究?jī)?nèi)容20-21
• 第二章 試驗(yàn)儀器與研究方法21-27
• 2.1 試驗(yàn)土樣基本性質(zhì)及試樣制備21-22
• 2.1.1 試驗(yàn)土樣基本性質(zhì)21
• 2.1.2 試樣的制備21-22
• 2.2 試驗(yàn)儀器22-24
• 2.2.1 儀器概述22-23
• 2.2.2 儀器軟件操作界面23-24
• 2.3 試驗(yàn)方案與試驗(yàn)步驟24-27
• 2.3.1 試驗(yàn)方案24-25
• 2.3.2 試驗(yàn)步驟25-27
• 第三章 單向循環(huán)荷載下水泥土剪切特性27-39
• 3.1 概述27
• 3.2 水泥土靜力單剪試驗(yàn)結(jié)果與分析27-28
• 3.3 水泥土單向循環(huán)剪切特性28-32
• 3.3.1 典型水泥土應(yīng)力與應(yīng)變時(shí)程曲線28-29
• 3.3.2 循環(huán)應(yīng)力比對(duì)水泥土動(dòng)剪應(yīng)變的影響29-30
• 3.3.3 水泥土的破壞標(biāo)準(zhǔn)30
• 3.3.4 水泥土的動(dòng)強(qiáng)度曲線與歸一性30-32
• 3.4 水泥摻入比對(duì)動(dòng)剪應(yīng)變與動(dòng)強(qiáng)度的影響32-34
• 3.5 頻率對(duì)動(dòng)剪應(yīng)變與動(dòng)強(qiáng)度的影響34-36
• 3.6 水泥土的軟化指數(shù)模型36-38
• 3.6.1 循環(huán)應(yīng)力比對(duì)軟化指數(shù)的影響37
• 3.6.2 軟化指數(shù)模型的建立37-38
• 3.7 小結(jié)38-39
• 第四章 水泥土動(dòng)剪切模量與阻尼比39-48
• 4.1 概述39-40
• 4.2 水泥土動(dòng)剪切模量與阻尼比40-43
• 4.2.1 固結(jié)應(yīng)力對(duì)水泥土動(dòng)剪切模量與阻尼比的影響40-42
• 4.2.2 水泥摻入比對(duì)水泥土動(dòng)剪切模量與阻尼比的影響42-43
• 4.3 水泥土動(dòng)剪切模量與阻尼比的歸一性43-47
• 4.3.1 水泥土最大動(dòng)剪切模量43-46
• 4.3.2 水泥土動(dòng)剪切模量與阻尼比的歸一性46-47
• 4.4 小結(jié)47-48
• 第五章 雙向循環(huán)荷載下水泥土變形與強(qiáng)度特性48-56
• 5.1 概述48-49
• 5.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析49-55
• 5.2.1 動(dòng)剪應(yīng)力幅值對(duì)水泥土應(yīng)變的影響50-52
• 5.2.2 相位差對(duì)水泥土應(yīng)變的影響52-53
• 5.2.3 雙向循環(huán)荷載下水泥土動(dòng)強(qiáng)度曲線53-54
• 5.2.4 單雙向循環(huán)荷載下水泥土動(dòng)強(qiáng)度對(duì)比54-55
• 5.3 小結(jié)55-56
• 第六章 結(jié)論與展望56-58
• 6.1 結(jié)論56-57
• 6.2 展望57-58
• 參考文獻(xiàn)58-61
• 致謝61-62
• 作者簡(jiǎn)介62

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：324707