重復(fù)荷載作用下非飽和黃土的動力特性試驗研究.pdf

1、我國黃土的分布具有特別明顯的氣候性和地域性，其分布地區(qū)主要位于中西部。由于該地區(qū)處于地震活動頻繁區(qū)，在地震及大變形振動條件下，常會使該區(qū)建筑物、構(gòu)筑物的黃土地基與邊坡產(chǎn)生嚴(yán)重震陷、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。本文以神河高速公路邊坡黃土為研究對象，采用動三軸試驗，研究非飽和黃土（原狀黃土和重塑黃土）受到重復(fù)荷載作用時，在不同固結(jié)圍壓、不同固結(jié)應(yīng)力比、不同含水率條件下的動力學(xué)特性，由此探討非飽和黃土的動本構(gòu)關(guān)系、動彈性模量、動阻尼比和動強度的變化規(guī)律。

2、本文所取得的主要成果總結(jié)如下:
　　(1)神河高速非飽和黃土在重復(fù)荷載作用下動應(yīng)力-動應(yīng)變關(guān)系曲線基本表現(xiàn)為雙曲線型，其中原狀黃土對雙曲線模型的擬合度高于重塑黃土;分別采用逐級加載和單級加載的方法，黃土動應(yīng)力-動應(yīng)變曲線表現(xiàn)出一定的差異;黃土動應(yīng)力-動應(yīng)變曲線受土體固結(jié)作用影響較為明顯，在相同的動應(yīng)變條件下，動應(yīng)力大小隨固結(jié)圍壓和固結(jié)應(yīng)力比值的增減同步增減;非飽和重塑黃土含水率在11％～19％范圍內(nèi)時，含水率對動應(yīng)力-動應(yīng)變曲線的

3、形態(tài)幾乎沒有影響;
　　(2)神河高速非飽和黃土的動彈性模量隨動應(yīng)變的增大而減小，兩者之間的相關(guān)關(guān)系表現(xiàn)為隨著動應(yīng)變增大到一定程度后，黃土動彈性模量減小幅度減弱。黃土動彈性模量隨初始固結(jié)圍壓、固結(jié)應(yīng)力比值的增減同步增減;重塑黃土動彈性模量隨含水率的增大而減小;
　　(3)神河高速邊坡非飽和原狀黃土的動阻尼比約為0.10～0.25，重塑黃土約為0.05—0.20，重塑黃土動阻尼比略小于原狀黃土，其原因在于黃土原位結(jié)構(gòu)特性對其強

4、度具有有利影響。通過對動三軸試驗的結(jié)果分析得出，非飽和黃土的含水率、固結(jié)圍壓、固結(jié)應(yīng)力比直接影響著黃土的動阻尼比大小。黃土動阻尼比隨固結(jié)圍壓的增減同步增減;隨固結(jié)應(yīng)力比的增大而減小;重塑黃土動阻尼比隨含水率大小的增減同步增減。原狀土的動阻尼比-動應(yīng)力曲線關(guān)系較重塑土的曲線關(guān)系更具規(guī)律性;
　　(4)黃土的性質(zhì)、黃土所處的應(yīng)力狀態(tài)環(huán)境、黃土所受的振動應(yīng)力直接影響著非飽和黃土的動強度。動強度試驗結(jié)果顯示:非飽和黃土動強度隨振動次數(shù)和固

5、結(jié)應(yīng)力比的增大而減小，隨初始固結(jié)圍壓的增減同步增減;影響非飽和黃土抵抗破壞變形的最直接因素是固結(jié)圍壓大小，但當(dāng)固結(jié)比增大到一定程度后，非飽和黃土動強度的直接影響因素（固結(jié)圍壓）的影響作用在不斷減弱;
　　(5)受非飽和黃土原位結(jié)構(gòu)特性的影響，原狀土所能承受的極限動載荷相比于重塑土略大;采用逐級加載的方法測定原狀黃土的動強度，得出的結(jié)果高于單級加載測定的動強度值，該結(jié)果參數(shù)用于實際工程地基、邊坡的設(shè)計中偏于不安全;非飽和黃土動強度各