复杂应力状态下饱和砂土的动力特性研究

论文摘要

深、浅源地震对土层的作用形式不同。通常认为深源地震波对土层仅有水平动剪切作用,浅源地震波则具有竖向应力和水平剪切的耦合动力作用。因此,在分析地震作用下土体的动力响应时,有必要对两种不同的动力形式分别进行研究。另外,实际地基在承受地震荷载前通常处于三向主应力各不相同的复杂初始应力状态,不同的初始应力状态使土体动力特性具有显著差异。因此,真实模拟土体的三向非均等状态,并探究各初始固结参数对土体动力特性的影响尤为重要。本文采用空心圆柱扭剪仪,以循环扭剪动荷载模拟深源地震,以轴—扭耦合动荷载模拟浅源地震,采用饱和福建标准砂进行一系列动力试验,主要研究内容和成果如下:(1)首先进行模拟深源地震剪切波的小应力幅循环扭剪试验,研究了初始中主应力系数b、初始偏应力q、初始平均固结应力p对饱和砂土动剪切模量G_d及阻尼比ξ的影响。(2)其次开展模拟深源地震剪切波的大应力幅循环扭剪试验,研究各初始固结参数(b、q、p)对饱和砂土累积变形及孔压发展的影响规律;同时,建立了综合累积应变随振次的发展模型,并结合孔压和振次的单指数型关系,推导出孔压和综合累积应变的关系式。(3)最后进行模拟浅源地震波的大应力幅耦合动力试验,得到了轴向动应力和水平动剪切应力的耦合相位差对饱和砂土动变形、动孔压以及抗液化能力的影响规律;并且建立了饱和砂土的动模量随振次的衰减模型;同时对比了深、浅源地震作用下饱和砂土的动力剪胀特征。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 第一章 绪论
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 .地震波简介
•   1.3 国内外研究现状
•     1.3.1 深源地震波的室内模拟试验研究
•     1.3.2 浅源地震波的室内模拟试验研究
•   1.4 本文主要研究内容和技术路线
•     1.4.1 本文主要研究内容
•     1.4.2 技术路线
• 第二章 试验设备及试验方案
•   2.1 概述
•   2.2 试验仪器
•     2.2.1 试样介绍
•     2.2.2 硬件组成
•     2.2.3 软件系统
•   2.3 试验材料
•   2.4 试验方案
•   2.5 试验步骤
•   2.6 本章小结
• 第三章 复杂初始应力下饱和砂土的动模量和阻尼比研究
•   3.1 概述
•   3.2 动应力应变关系和动剪切模量
•     3.2.1 不同中主应力系数的影响
•     3.2.2 不同初始平均固结力和初始偏应力的影响
•   3.3 阻尼比
•     3.3.1 不同中主应力系数的影响
•     3.3.2 不同初始平均固结应力和初始偏应力的影响
•   3.4 本章小结
• 第四章 复杂初始应力下饱和砂土的动变形及动孔压研究
•   4.1 概述
•   4.2 累积应变的研究
•     4.2.1 复杂初始应力状态对应变发展的影响
•     4.2.2 累积应变模型
•   4.3 孔隙水压力的研究
•     4.3.1 复杂初始应力状态对动孔隙水压力的影响
•     4.3.2 孔压模型
•   4.4 本章小结
• 第五章 复杂动应力状态下饱和砂土的动力特性研究
•   5.1 概述
•   5.2 试验方案
•   5.3 试样轴向分量和扭剪分量的动力特性
•     5.3.1 试样轴向分量的动力特性
•     5.3.2 试样扭剪分量的动力特性
•     5.3.3 试样的动模量
•   5.4 试样的破坏标准
•   5.5 试样孔压及有效应力分析
•   5.6 剪胀特性研究
•   5.7 本章小结
• 结论与建议
•   主要结论
•   建议
• 参考文献
• 攻读学位期间取得的研究成果
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 韩丽君

导师: 刘保健

关键词: 复杂初始应力,深源地震,浅源地震,应变控制,轴扭耦合,相位差

来源: 长安大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑

专业: 地质学,建筑科学与工程

单位: 长安大学

分类号: TU435

总页数: 79

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