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        上海軟土動(dòng)剪切模量衰減規(guī)律的試驗(yàn)研究

        2015-03-03 09:07:28葉冠林王建華杜守繼
        巖土力學(xué) 2015年1期
        關(guān)鍵詞:衰減系數(shù)軟土次數(shù)

        冷 建,葉冠林,王建華,杜守繼

        (上海交通大學(xué) 土木工程系,上海 200240)

        1 引 言

        地鐵軌道交通在城市交通中的作用越來(lái)越重要,列車循環(huán)動(dòng)力荷載作用引發(fā)的一系列工程及環(huán)境問(wèn)題也引起了各方面的重視,相關(guān)土動(dòng)力研究也逐漸成為巖土工程的熱點(diǎn)問(wèn)題[1]。

        關(guān)于循環(huán)荷載對(duì)土動(dòng)力特性的研究已取得了很多研究成果。Yasuhara等[2]通過(guò)對(duì)重塑軟土進(jìn)行了一系列的應(yīng)力控制循環(huán)壓縮試驗(yàn),分析了有效應(yīng)力和全應(yīng)力下的循環(huán)強(qiáng)度和變形特性,并認(rèn)為土體的不排水動(dòng)強(qiáng)度與頻率無(wú)關(guān)。Hyde等[3]認(rèn)為臨界循環(huán)應(yīng)力比與試樣的應(yīng)力歷史和加載應(yīng)力路徑有關(guān)。Hyde等[4]也提出了一種預(yù)測(cè)土體不同循環(huán)動(dòng)應(yīng)力比和破壞次數(shù)關(guān)系的方法。Ausal等[5]通過(guò)研究黏土試樣的應(yīng)力-應(yīng)變-孔壓關(guān)系和剪切強(qiáng)度特性,提出了評(píng)價(jià)正常固結(jié)軟土循環(huán)動(dòng)力特性的經(jīng)驗(yàn)方法。對(duì)于頻率的影響,Procter 等[6]提供了應(yīng)力控制和位移控制下的對(duì)重塑軟土的試驗(yàn)數(shù)據(jù),試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明當(dāng)頻率對(duì)臨界動(dòng)應(yīng)力比有影響,當(dāng)頻率小于0.2 Hz時(shí),臨界動(dòng)應(yīng)力不變;當(dāng)頻率高于0.2 Hz時(shí),臨界動(dòng)應(yīng)力比會(huì)隨著頻率的增加而減小。Seed等[7]、Taylor等[8-9]分析了不同的加載波形狀對(duì)土體動(dòng)力特性的影響,地震荷載條件產(chǎn)生應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系與傳統(tǒng)動(dòng)三軸試驗(yàn)所得的應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系沒有太大差異。以往的研究成果,對(duì)土體的動(dòng)剪切模量的衰減規(guī)律研究較少,但其在研究土體的動(dòng)力特性卻有著重要的意義。

        2 試樣制備和試驗(yàn)方法

        2.1 試樣制備

        為了較準(zhǔn)確地獲得原位土體的動(dòng)力特性,在上海松江地區(qū)用薄壁取土器鉆孔取樣取得第④層淤泥質(zhì)軟土原狀土樣,為減少不同試樣力學(xué)特性的參差,所有試樣都取自10~15 m深。

        試樣直徑為50 mm,高100 mm,采用100 kPa反壓進(jìn)行飽和,試樣孔壓系數(shù)B≥0.96。試樣飽和后等向固結(jié),有效固結(jié)壓力為100 kPa。

        2.2 試驗(yàn)方法

        動(dòng)應(yīng)力比選取分別取0.1、0.15、0.2、0.3、0.4,研究不同動(dòng)應(yīng)力比對(duì)土動(dòng)剪切模量的影響規(guī)律。

        已有現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)成果表明地鐵列車引起的隧道周圍土體的響應(yīng)頻率分布區(qū)域有2個(gè),低頻為0.4~0.6 Hz,高頻為2.4~2.6 Hz。結(jié)合試驗(yàn)設(shè)備的循環(huán)加載能力后確定動(dòng)三軸試驗(yàn)的加載頻率為0.5 Hz和2 Hz??紤]到較高頻率下試樣內(nèi)孔壓分布不均勻,另外進(jìn)行頻率為0.02 Hz的試驗(yàn)用于驗(yàn)證比較。加載波形均為正弦波。

        3 試驗(yàn)結(jié)果與分析

        (1)臨界破壞動(dòng)應(yīng)力比

        與國(guó)際上通用的動(dòng)三軸試驗(yàn)破壞標(biāo)準(zhǔn)相同,本研究的破壞標(biāo)準(zhǔn)為雙幅軸向應(yīng)變達(dá)到10%,或者累積軸向塑性應(yīng)變達(dá)到5%。表1為不同頻率和不同動(dòng)應(yīng)力比下試樣破壞所需的循環(huán)次數(shù)。從表中可以看出,試樣破壞所需的循環(huán)次數(shù)與所加荷載的頻率有關(guān)。由于黏土強(qiáng)度隨應(yīng)變速率增加而增加,低頻率下土樣的破壞循環(huán)次數(shù)要小于高頻條件。當(dāng)動(dòng)應(yīng)力比為0.1和0.15時(shí),試樣并沒有發(fā)生破壞(雙幅軸向應(yīng)變沒有達(dá)到 10%,累積塑性應(yīng)變沒有達(dá)到5%),當(dāng)動(dòng)應(yīng)力比達(dá)到 0.2時(shí),試樣才開始發(fā)生動(dòng)循環(huán)破壞。初步認(rèn)為其臨界破壞動(dòng)應(yīng)力比為0.2。

        表1 試樣破壞所需的循環(huán)次數(shù)Table 1 Sample cyclic times

        (2)剪切模量隨應(yīng)變發(fā)展規(guī)律

        圖1不同頻率下不同動(dòng)應(yīng)力比的剪切模量與應(yīng)變關(guān)系。

        圖1 剪切模量與應(yīng)變關(guān)系曲線Fig.1 Relationships between shear modulus and strain in different frequencies

        試驗(yàn)結(jié)果表明,動(dòng)應(yīng)力比為0.4,f=2.0 Hz和f=0.5 Hz的剪切模量與應(yīng)變關(guān)系曲線基本一致。動(dòng)應(yīng)力比0.2下,頻率 f=2.0 Hz和f=0.5 Hz的曲線也一致,并且剪切模量在應(yīng)變初始階段下降速率很快,當(dāng)應(yīng)變達(dá)到 1%時(shí),剪切模量的下降速率明顯變慢。

        圖 2為不同動(dòng)應(yīng)力比不同頻率時(shí)剪切模量與應(yīng)變關(guān)系。從圖中可以看出,動(dòng)應(yīng)力比0.3下,f=2.0、0.5、0.02 Hz的剪切模量與應(yīng)變關(guān)系曲線基本吻合;動(dòng)應(yīng)力比0.2下,f=2.0 Hz、f=0.5 Hz和f=0.02 Hz的曲線也基本吻合,并且剪切模量一開始下降速率很快。當(dāng)應(yīng)變達(dá)到 1%時(shí)剪切模量的下降速率明顯變慢。

        圖2 剪切模量與應(yīng)變關(guān)系曲線Fig.2 Relationships between shear modulus and strain in different cyclic stress ratio

        比較圖1和圖2的剪切模量與應(yīng)變關(guān)系可知,頻率和動(dòng)應(yīng)力比不會(huì)影響土體的剪切強(qiáng)度與應(yīng)變關(guān)系曲線,且在應(yīng)變初始階段,土的剪切模量下降速率快,當(dāng)應(yīng)變達(dá)到 1%左右時(shí)剪切模量下降的速率明顯變慢。

        (3)剪切模量衰減系數(shù)δ

        剪切模量衰減系數(shù)δ用來(lái)衡量剪切模量的衰減,在應(yīng)力控制的動(dòng)三軸試驗(yàn)中定義[10]為

        式中:GS1、GSN分別為第一次循環(huán)和第N次循環(huán)時(shí)的剪切模量;εC1、εCN分別為第一次循環(huán)和第N次循環(huán)時(shí)的雙幅應(yīng)變。

        剪切模量衰減系數(shù)δ高時(shí),剪切模量的衰減處于一個(gè)低的等級(jí)。圖3、4分別分析了頻率和動(dòng)應(yīng)力比對(duì)剪切模量衰減系數(shù)δ的影響。從圖 3可以看出,剪切模量衰減系數(shù)δ隨著循環(huán)次數(shù)的增加而逐漸減小,并且這種減小是非線性的。圖3(a)還表明,相同循環(huán)次數(shù)下,頻率越小,剪切模量衰減系數(shù)δ越小,即頻率越小,剪切模量的衰減等級(jí)越高。從圖3(b)中可以看出,在相同循環(huán)次數(shù)下動(dòng)應(yīng)力比越大,剪切模量衰減系數(shù)δ越小。

        圖3 頻率對(duì)剪切模量衰減系數(shù)的影響Fig.3 Effect of frequency on degradation indexδ

        圖4 動(dòng)應(yīng)力比對(duì)剪切模量衰減系數(shù)的影響Fig.4 Effect of cyclic stress ratio on degradation indexδ

        (4)剪切模量的衰減模型

        圖5為對(duì)數(shù)坐標(biāo)下剪切模量衰減系數(shù)和循環(huán)次數(shù)的關(guān)系。從圖中可以看出,在對(duì)數(shù)坐標(biāo)下剪切模量衰減系數(shù)與循環(huán)次數(shù)大致呈線性關(guān)系,在此基礎(chǔ)上根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果建立剪切模量衰減系數(shù)和循環(huán)次數(shù)的數(shù)學(xué)模型。

        圖5 剪切模量衰減系數(shù)和循環(huán)次數(shù)關(guān)系(對(duì)數(shù)坐標(biāo)下)Fig.5 Relationship between degradation indexδand cyclic time(logarithmic coordinate)

        結(jié)合試驗(yàn)結(jié)果中動(dòng)應(yīng)力比和頻率對(duì)剪切模量衰減系數(shù)的影響規(guī)律,提出了一個(gè)數(shù)學(xué)模型:

        式中:rc為動(dòng)應(yīng)力比;f為加載頻率;N為循環(huán)次數(shù)。

        結(jié)合試驗(yàn)數(shù)據(jù)求得,a=-0.788,b=0.056 4,c=-0.085,則模型表達(dá)為:

        此模型只考慮土體發(fā)生破壞時(shí)的剪切模量衰減系數(shù)隨循壞次數(shù)的關(guān)系,當(dāng)動(dòng)應(yīng)力比較低時(shí)(低于臨界破壞動(dòng)應(yīng)力比)和頻率高時(shí),土樣并不會(huì)發(fā)生破壞,模型也沒有考慮此種情況。

        圖6為不同動(dòng)應(yīng)力比和頻率條件下,試驗(yàn)結(jié)果和模型曲線的對(duì)比。從圖中可以看出,模型曲線與試驗(yàn)結(jié)果吻合良好,可以證明模型曲線的正確性。

        圖6 不同動(dòng)應(yīng)力比和頻率下試驗(yàn)結(jié)果和模型結(jié)果對(duì)比Fig.6 Contract between calculation and test results with different cyclic stress ratio and frequency

        4 結(jié) 論

        (1)對(duì)于上海④層原狀土,動(dòng)應(yīng)力大于0.2后才發(fā)生破壞(雙向應(yīng)變達(dá)到10%或累積塑性應(yīng)變達(dá)到5%)。

        (2)上海軟土剪切模量隨應(yīng)變的衰減規(guī)律,不受頻率和動(dòng)應(yīng)力比的影響。并且土的剪切模量在應(yīng)變?cè)?~1%階段衰減速率快。

        (3)對(duì)于剪切模量衰減系數(shù)δ,相同循環(huán)次數(shù)下頻率越小,剪切模量衰減系數(shù)越小;動(dòng)應(yīng)力越大,剪切模量衰減系數(shù)越小。

        本文提出了一個(gè)剪切模量衰減系數(shù)隨循環(huán)次數(shù)的數(shù)學(xué)模型,并通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)證明了模型的準(zhǔn)確性。

        [1] 唐益群, 張曦, 趙書凱, 等. 地鐵振動(dòng)荷載下隧道周圍飽和軟黏土的孔壓發(fā)展模型[J]. 土木工程學(xué)報(bào), 2007,40(4): 82-87.TANG Yi-qun, ZHANG Xi, ZHAO Shu-kai, et al. Model of pore water pressure development in saturated soft clay around a subway tunnel under vibration load[J]. China Civil Engineering Journal, 2007, 40(4): 82-87.

        [2] YASUHARA K, YAMANOUCHI T, HIRAO K. Cyclic strength and deformation of normally consolidated clay[J].Soils and Foundations, 1982, 22 (3): 77-91.

        [3] HYDE A F L, WARD S J. A pore pressure and stability model for a silty clay under repeated loading[J].Geotechnique, 1985, 35(2): 113-125.

        [4] HYDE A F L, TORU HIGUCHI T, YASUHARA K.Liquefaction, cyclic mobility, and failure of silt[J].Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering, 2006, 132(6): 716-735.

        [5] AUSAL A M, ERKEN A. Undrained behavior of clay under cyclic shear stresses[J]. Journal of Geotechnical Engineering, ASCE, 1989, 115(7): 968-983.

        [6] PROCTER D C, KHAFFAF J H. Cyclic triaxial tests on remoulded clays[J]. Journal of Geotechnical Engineering,ASCE, 1984, 110(10): 1431-1445.

        [7] SEED H B, CHAN C K. Clay strength under earthquake loading conditions[J]. Journal of Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE, 1966, 92(SM2): 53-78.

        [8] TAYLOR P W, BACCHUS D R. Dynamic cyclic strain tests on a clay[C]//Proceedings of 7th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering. Mexico: [s. n.], 1969: 401-409.

        [9] TAYLOR P W, HUGHES J M O. Dynamic properties of foundation subsoils as determined from laboratory tests[C]//Proceedings of 3rd World Conference on Earthquake Engineering. New Zealand: [s. n.], 1965: 196-212.

        [10] IDRISS I M, DOBRY R, SINGH R D. Nonlinear behaviorof clay soils during cyclic loading[J]. Journal of the GeotechnicalEngineering Division, ASCE, 104(12):1427-1447.

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