不同应力历史下温州重塑软黏土循环特性试验研究

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随着东南沿海城市的不断扩张,吹填造陆技术被广泛地应用。鉴于该技术形成的吹填土层固结时间较短,导致该地区的软土地基固结程度较低处于欠固结状态。通常需要进行超载预压地基处理方法对该地区的软土地基进行处理。因此经历不同应力历史的欠固结土与超固结土同时存在于东南沿海围垦造陆地区。目前这些地区正在进行大量的市政与交通基础设施建设,如甬台温复线高速公路、温州市域铁路等部分路段。这些软土地基不仅受到自重等静力荷载作用,还在承受交通荷载等复杂循环荷载长期作用,极易产生过大变形,导致工程事故频发。本文利用动态循环固结试验和空心圆柱扭剪试验,以温州重塑软黏土为研究对象,对其在不同应力历史下的循环特性进行深入研究。具体内容包括:1.通过实现应力松弛程度得到了不同固结度的欠固结重塑软黏土试样。在排水条件下开展了不同固结度和不同循环应力比的侧限循环固结试验,研究了轴向应变以及应力-应变曲线的发展规律。试验结果表明:(1)轴向应变随着固结度的增加而减小,随着循环应力比的增加而增大。(2)基于欠固结土变形发展规律随着循环应力比增加呈现出的“快速增长型”,“临界型”以及“稳定型”特征,确定了适用于不同固结度的界限循环应力比。(3)建立了考虑循环应力比、固结度以及循环圈数等因素影响的累积应变预测公式。2.通过控制超静孔隙水压力的消散程度得到不同固结度的欠固结重塑软土试样,在不同广义偏应力水平下开展了一系列中主应力系数恒定的纯主应力轴旋转不排水试验,研究了四种基本应变分量、弹性模量以及非共轴发展规律。试验结果表明:(1)应变分量随着固结度的增大而减小,随着广义偏应力的增大而增大;(2)弹性模量随着循环圈数的增加而逐渐衰减,且在不同固结度和不同广义偏应力下有着不同的发展规律;(3)发现了非共轴角随着固结度的增大和广义偏应力的减小而变得明显。而非共轴角各个峰值对应的大主应力方向角随着循环圈数的增加并没有发生明显变化。3.通过控制先期固结压力与竖向压力得到了不同超固结比的超固结重塑软黏土试样。在排水条件下开展了不同超固结比和不同循环周期的侧限循环固结试验。试验结果表明(1)轴向应变总是随着超固结比的增大而减小,当超固结比超过4时轴向应变的增加速率出现了显著地减小。(2)循环周期从10s增大到40s的过程中,轴向应变出现了先增大后减小的非单调现象。(3)根据对累积预测模型的总结与改进,得到了考虑循环周期的超固结土累积应变预测公式。
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