沈揚(yáng), 陽龍, 段力群, 劉若男, 馬林建

（1.河海大學(xué) 巖土力學(xué)與堤壩工程教育部重點實驗室，南京 210024；2.陸軍工程大學(xué) 爆炸沖擊防災(zāi)減災(zāi)國家重點實驗室，南京 210007）

隨著我國逐漸挺進(jìn)深藍(lán)，建設(shè)“海洋強(qiáng)國”重大戰(zhàn)略任務(wù)的實施，沿海地基的開發(fā)利用愈發(fā)受到重視。根據(jù)《第三次全國國土調(diào)查主要數(shù)據(jù)公報》顯示，我國沿海灘涂151.23萬公頃，占整個濕地面積的6.44%。沿海灘涂地基分布廣泛，提供了大面積的工程用地，但是其顯著存在地質(zhì)松軟、含水率高、含鹽率高、壓縮性大、穩(wěn)定性差、承載力低等缺點[1]，必需經(jīng)過加固處理才能應(yīng)用到工程建設(shè)中。

常見的地基加固方法有換填法、強(qiáng)夯法、振沖法等，應(yīng)用廣泛且較成熟。龔貴林[2]研究開展了換填法與灰土擠密樁法，多用于處理濕陷性黃土地基。徐文濤等[3]、張麗娟[4]、吳民暉等[5]、蘇亮等[6]分別研究了強(qiáng)夯法加固處理濕陷性黃土、吹填砂土地基的效果分析及強(qiáng)夯法地基加固中多使用數(shù)值模擬及工程案例分析。而在灘涂地基加固中，一般采用真空預(yù)壓法、強(qiáng)夯法等方式處理，并開展了相關(guān)的試驗研究，研究也較成熟[1,7-11]。很多學(xué)者所開展的強(qiáng)夯-排水板聯(lián)合加固、托板樁法、水泥固化等方法在灘涂地基中的加固試驗研究為灘涂地基加固積累了豐富的經(jīng)驗。而近年來，隨著微生物加固方式的出現(xiàn)，各學(xué)者開展了不同試驗條件下的微生物加固砂土的力學(xué)特性與加固機(jī)制研究，又為微生物加固灘涂地基的研究提供了借鑒，形成了較廣泛的研究成果[12-16]。

上述方法雖在實際工程應(yīng)用中較成熟，卻在短時間內(nèi)快速、高效加固砂土上還未能實現(xiàn)理想目標(biāo)。近年來，聚氨酯快速加固砂土[17-18]的方法也開始逐漸應(yīng)用于工程實際中。張柏源[19]發(fā)現(xiàn)，聚氨酯可由異氰酸酯基團(tuán)與聚酯多元醇或聚醚多元醇反應(yīng)生成氨基甲酸酯得到，由此產(chǎn)生化學(xué)粘合力，增強(qiáng)與土體間的聯(lián)結(jié)強(qiáng)度，從而達(dá)到地基加固的目的。劉瑾等[17-18,20-23]開展了聚氨酯加固砂土在不同溫度、不同固化劑含量等條件下的靜力試驗，同時在此基礎(chǔ)上通過添加纖維進(jìn)一步提高試樣的抗拉強(qiáng)度，并通過試驗研究提出了固化劑/纖維的最佳配比。Chen等[24]開展了聚氨酯改良鈣質(zhì)砂的三軸試驗研究，結(jié)果表明聚氨酯可以顯著提升鈣質(zhì)砂的抗剪強(qiáng)度和抗變形能力。

另一方面，現(xiàn)實中交通循環(huán)荷載等復(fù)雜工況作用下，需要模擬復(fù)雜應(yīng)力路徑，以針對地基承受傳統(tǒng)靜力荷載以外的情況，近年來，諸多學(xué)者均實現(xiàn)了利用空心圓柱扭剪儀來進(jìn)行復(fù)雜應(yīng)力路徑的模擬。Xiao等[25]研究了改變圍壓及頻率的交通荷載作用下正常固結(jié)的軟黏土累積變形特性，并且建立了經(jīng)驗公式來預(yù)測交通荷載作用下的累積變形。翁效林等[26]開展了排水狀態(tài)下飽和黃土的循環(huán)三軸試驗和循環(huán)交通荷載試驗，利用試驗結(jié)果對于現(xiàn)有的豎向塑性累積應(yīng)變計算模型進(jìn)行了修正，并進(jìn)一步驗證了計算模型的有效性。沈禮偉等[27]對新近沉積的南京細(xì)砂進(jìn)行了列車振動荷載作用下的空心圓柱扭剪試驗，研究并證明了國內(nèi)外學(xué)者的累積變形模型對于南京細(xì)砂預(yù)測的可行性，給出了相應(yīng)的預(yù)測模型參數(shù)參考值，并對部分公式進(jìn)行了修正。由此可見，空心圓柱扭剪儀具有良好的復(fù)雜應(yīng)力加載的能力。

然而，由于空心圓柱制樣本身帶來的困難性，目前的空心圓柱扭剪試驗大都針對純土樣，對于固化土樣的研究甚少，也尚未有系統(tǒng)有效的空心樣制樣方法能夠有助于研究聚氨酯固化后砂土在復(fù)雜應(yīng)力情況下的變形與強(qiáng)度特性問題。

基于以上幾點，為了研究交通荷載作用下聚氨酯固化前后海砂的動力特性，本文研究并解決了固化樣制樣困難的問題，自主研制出一種針對于聚氨酯型固化劑固化砂土的制樣模具，并利用河海大學(xué)空心圓柱扭剪儀器開展了系列試驗研究，在交通荷載作用下，不同動應(yīng)力比及不同頻率影響下固化前后海砂的變形及強(qiáng)度發(fā)展規(guī)律，擬為聚氨酯快速固化海砂提升其路用性能提供試驗及理論依據(jù)，具有實際工程意義。

1 試驗材料及方法

1.1 原材料

實驗用砂為某地海砂，形狀如圖1所示，實驗測得海砂的基本物理性質(zhì)參數(shù)見表1，顆粒級配曲線如圖2所示。該砂粒徑大小主要分布于0.1～0.25 mm之間，顆粒大小均勻，級配不良。

表1 海砂的物理性質(zhì)指標(biāo)Table 1 Physical parameters of the sea sand

圖1 海砂顆粒(a)及其SEM圖像(b)Fig.1 Appearance (a) and SEM image (b) of the sea sand

圖2 海砂顆粒級配曲線Fig.2 Gradation curve of sea sand

1.2 試樣制備和測試

1.2.1 試樣表征

實驗采用河海大學(xué)GDS空心圓柱儀(Hollow cylinder apparatus，HCA)[28-29]，如圖3所示。試驗過程中保持內(nèi)、外壓恒定，控制軸力和扭矩變化，空心圓柱試樣受力示意圖如圖4所示。

圖3 空心圓柱扭剪儀Fig.3 Hollow cylinder apparatus

圖4 空心圓柱試樣薄壁單元體受力狀態(tài)Fig.4 Force acting on a hollow cylindrical specimen

1.2.2 固化樣制樣方法

固化劑為雙組分聚氨酯材料，由A、B組分組成，A組分為無色透明液體，剪切黏度為50.18 mPa·s(室溫25℃)，B組分為褐色液體，剪切黏度76.98 mPa·s (室溫25℃)，聚氨酯材料A、B組分如圖5(a)所示。以1∶1的質(zhì)量比混合后的固化物形態(tài)如圖5(b)所示。

圖5 雙組分聚氨酯：(a) 雙組分聚氨酯A組分與B組分；(b) 雙組分A、B混合固化后的聚氨酯Fig.5 Two-component polyurethane: (a) Two-component polyurethane A component and B component; (b) Polyurethane cured by mixture of component A and component B

對于非固化樣，重塑砂樣采用落砂法制成，并用抽真空飽和方法制樣。固化樣制備的固化劑含量為40wt%。制樣時將固化劑A、B兩組分按照1∶1的質(zhì)量比混合，待混合反應(yīng)1 min反應(yīng)液還處于流動狀態(tài)時倒入砂中攪拌，混合均勻后倒入模具并進(jìn)行擊實?？紤]到海砂所處的實際工程環(huán)境，制樣時采用了70%的初始含水率。制樣完成后，等待20 min左右使試樣固化完成之后再進(jìn)行拆樣，制樣與試驗過程如圖6所示。

圖6 固化試樣制樣與試驗過程Fig.6 Curing specimen preparation and testing process

1.2.3 試驗方案

交通荷載所引起的地基中的應(yīng)力路徑為心形線應(yīng)力路徑，試驗在軸力與扭矩加載模式上的分解經(jīng)過無量綱歸一化后，如圖7所示。

圖7 模擬加載波形Fig.7 Simulated loading waveforms

設(shè)拉壓應(yīng)力幅值比α為

式中：σp為拉應(yīng)力幅值；σd為壓應(yīng)力幅值。靜偏應(yīng)力A0、動偏應(yīng)力A1與拉壓應(yīng)力滿足以下公式：

文中試驗均在不排水條件下進(jìn)行動力剪切，每組試驗均始終保持初始有效圍壓p0為100 kPa。由圖7(a)可得，拉壓幅值比α=0.1250，動偏應(yīng)力A1為100η kPa，由式(2)、式(3)推算圍壓100 kPa時土體所承受對應(yīng)上覆壓力計算、動應(yīng)力比與施工車輛質(zhì)量m關(guān)系式可粗略估算如下：

其中：F為作用于土體表面的壓力；η為動應(yīng)力比；S為交通工具與土表面的接觸面積。

假設(shè)施工車輛與貨物總質(zhì)量在7×103～11×103kg，車輪與地面接觸面積為1.5 m2，由此算得試驗所設(shè)置的動應(yīng)力比的范圍是0.2625～0.4125。

同時參考文獻(xiàn)[30]近似估算試驗頻率的計算公式如下：

式中：f為試驗荷載頻率(Hz)；ct為時間相似比；ν為施工車輛行駛速度；L為車輪對軸間距。并假設(shè)施工車輛在灘涂地基的行駛速度范圍在10～50 km/h，由此估算得到的試驗頻率在0.5～2.5 Hz之間，因此設(shè)計試驗頻率為0.5、1、1.5、2、2.5 Hz。

根據(jù)計算結(jié)果，設(shè)計動應(yīng)力比影響下的相應(yīng)試驗方案，如表2所示。

表2 試驗采用的應(yīng)力路徑加載Table 2 Stress paths used in tests

試驗采用的實際應(yīng)力加載路徑如圖8所示。試驗數(shù)據(jù)取自不同循環(huán)動應(yīng)力比試驗下第10、100、1 000、5 000、10 000振次，其中部分土體發(fā)生提前破壞。

圖8 空心圓柱試樣不同循環(huán)動應(yīng)力比下的實際應(yīng)力路徑Fig.8 Actual stress path diagrams of hollow cylindrical sample under different cyclic dynamic stress ratios

2 試驗結(jié)果與分析

2.1 固化前海砂的變形與孔壓發(fā)展規(guī)律

2.1.1 動應(yīng)力比影響下海砂的軸向累積應(yīng)變及孔壓發(fā)展規(guī)律

圖9繪制了不同動應(yīng)力比下海砂的軸向累積應(yīng)變-振次曲線?？芍S著動應(yīng)力比η的增大，試樣的軸向累積應(yīng)變隨著振次的增加，發(fā)展趨勢整體呈現(xiàn)出3種類型，即穩(wěn)定型、臨界型和破壞型，分別對應(yīng)圖中的η<0.33、η=0.33及η>0.33這3種情況。當(dāng)動應(yīng)力比η<0.33時，試樣的軸向累積應(yīng)變一直平穩(wěn)增長，且當(dāng)振次達(dá)到10 000時的最終應(yīng)變小于1%。當(dāng)η=0.33時，軸向累積應(yīng)變先平穩(wěn)增加，隨后在4 200振次左右會發(fā)生突變，并迅速發(fā)展達(dá)到5%。而在η>0.33時，試樣的應(yīng)變發(fā)展從加載初始階段就較快，且動應(yīng)力比越大，軸向累積應(yīng)變曲線拐點出現(xiàn)越早。此時，對于發(fā)生臨界型累積應(yīng)變發(fā)展趨勢的試樣的動應(yīng)力比稱為臨界動應(yīng)力比，記為η'。在本組試驗條件下，得到η'=0.33。

圖9 空心圓柱試樣不同動應(yīng)力比下軸向累積應(yīng)變曲線Fig.9 Axial cumulative strain of hollow cylindrical sample under different dynamic stress ratios

與應(yīng)變的發(fā)展趨勢相對應(yīng)，孔壓開展曲線隨動應(yīng)力比的增大也呈現(xiàn)出穩(wěn)定型、臨界型與破壞型3種發(fā)展特征，如圖10所示?？芍?，當(dāng)孔壓開展曲線處于穩(wěn)定型即η<0.33時，孔壓峰值均小于20 kPa，在達(dá)到峰值之后略有降低，并在后續(xù)加載過程當(dāng)中保持相對穩(wěn)定狀態(tài)。臨界型試樣的孔壓開展模式呈現(xiàn)三段展開，首先以較快的速度發(fā)展并很快達(dá)到30 kPa，而后趨于穩(wěn)定。在振次達(dá)到2 000圈后，孔壓發(fā)展速率增加并在后期持續(xù)發(fā)展，直至試樣破壞。而當(dāng)η>0.33時，破壞型試樣在加載的初始階段孔壓就持續(xù)迅速發(fā)展直至試樣破壞。并且隨著動應(yīng)力比η的增加，孔壓增量的增長速率也增加。

圖10 空心圓柱試樣不同動應(yīng)力比下孔壓增量曲線Fig.10 Pore pressure increment curves of hollow cylindrical sample under different dynamic stress ratios

土的動強(qiáng)度是指動荷載振動一定的次數(shù)后達(dá)到某一規(guī)定的破壞標(biāo)準(zhǔn)時所對應(yīng)的動應(yīng)力幅值。對于破壞標(biāo)準(zhǔn)的選取有多種方法，砂土和粉土液化研究中，大多以孔隙水壓力值達(dá)到有效圍壓值或軸向應(yīng)變達(dá)到5%作為破壞標(biāo)準(zhǔn)，本文也采用軸向應(yīng)變達(dá)到5%作為破壞標(biāo)準(zhǔn)。圖11為不同動應(yīng)力比下達(dá)到破壞標(biāo)準(zhǔn)所需要的加載振次。由圖易知，在圍壓及頻率一定的情況下，土體強(qiáng)度隨動應(yīng)力水平的增加而下降。

圖11 空心圓柱試樣破壞振次與初始動應(yīng)力比關(guān)系曲線Fig.11 Curves of destructive cycles and initial dynamic stress ratio of hollow cylindrical sample

2.1.2 不同頻率影響下海砂的軸向累積應(yīng)變及孔壓發(fā)展規(guī)律

圖12為試樣不同頻率下軸向累積應(yīng)變曲線?？芍S著頻率的增加，試樣由破壞樣轉(zhuǎn)為穩(wěn)定樣，試驗臨界頻率為1.5 Hz。原因可能是由于頻率越小加載速率越慢，在相同循環(huán)次數(shù)下，循環(huán)動應(yīng)力作用在土體上的時間也就越長，循環(huán)荷載的累積效應(yīng)越明顯，因此土體的軸向累積應(yīng)變也越大；反之頻率越大時，作用時間越短，累積效應(yīng)則越弱，應(yīng)變的累積效果也不明顯。具體對應(yīng)到圖中，當(dāng)荷載頻率f<1.5 Hz時，軸向應(yīng)變均持續(xù)累積并達(dá)到破壞；當(dāng)f≥1.5 Hz時，試樣均為穩(wěn)定樣，且在加載振次達(dá)到10 000圈后，試樣的累積應(yīng)變均不超過1%。

圖12 空心圓柱試樣不同頻率下軸向累積應(yīng)變曲線Fig.12 Axial cumulative strain of hollow cylindrical sample under different frequencies

在不同頻率下孔壓增量隨著加載次數(shù)的變化曲線如圖13所示。對應(yīng)于應(yīng)變發(fā)展，孔壓整體也呈現(xiàn)兩種變化趨勢，即破壞型與穩(wěn)定型。當(dāng)頻率f<1.5 Hz時，較低的振動頻率對于土體孔壓的開展產(chǎn)生了較大的影響，孔壓均在1 000圈以內(nèi)以很快的增長速率迅速開展，直至試樣達(dá)到破壞。當(dāng)頻率f>1.5 Hz時，高頻振動對于海砂的孔壓值的影響較小，在加載后期孔壓曲線基本重合為一條，所能達(dá)到的界限孔壓增值在10 kPa左右，差異很小。當(dāng)f=1.5 Hz時，試樣孔壓發(fā)展先以很快的速度發(fā)展并達(dá)到了36 kPa，而后緩慢發(fā)展，最后趨于穩(wěn)定并最終達(dá)到了50 kPa，試樣也為穩(wěn)定型。

圖13 空心圓柱試樣不同頻率下孔壓增量曲線Fig.13 Pore pressure increment curves of hollow cylindrical sample under different frequencies

對于常體積下不同頻率作用的孔壓發(fā)展規(guī)律，本文將從塑性體積應(yīng)變增量dεvp的角度進(jìn)行分析。在荷載頻率較小時(f<1.5 Hz)，相同振次所需要的荷載作用時間較長，因此，試樣的塑性應(yīng)變開展較完全，相應(yīng)的塑性體積應(yīng)變增量dεvp較大，最終發(fā)生顯著的軸向應(yīng)變，孔壓上升較快。而在荷載作用頻率較大時(f>1.5 Hz)，由于塑性應(yīng)變開展不完全，塑性體積應(yīng)變增量接近，最終軸向應(yīng)變開展程度很小并趨于一條直線，由此孔壓發(fā)展亦緩慢，并最終趨于一條直線。

綜上所述，慢速的大幅度加載更容易使試樣破壞。對應(yīng)于工程實際，載重加大的施工車輛速度緩慢將會影響其在飽水海灘上行駛。

2.2 聚氨酯加固海砂的變形與強(qiáng)度特性

2.2.1 不同動應(yīng)力比影響下固化后砂樣的軸向累積應(yīng)變及孔壓發(fā)展規(guī)律

圖14給出了固化砂樣在不同動應(yīng)力水平下的軸向累積應(yīng)變εa隨振次變化的關(guān)系曲線?？芍?，εa整體也呈現(xiàn)動應(yīng)力比越大，累積應(yīng)變發(fā)展的速率越大的變化規(guī)律，且隨著加載圈數(shù)的增加，固化后試樣的軸向累積應(yīng)變平穩(wěn)發(fā)展，最終應(yīng)變均不超過0.7%。說明聚氨酯固化劑的加入顯著提高了海砂的整體性，減少了海砂在動力荷載下的顆粒移動，又由于聚氨酯材料本身具有的高彈性回復(fù)能力，使由于振動引起的塑性變形減少，從而極大降低了加載過程中的軸向累積應(yīng)變。

圖14 空心圓柱試樣固化后不同動應(yīng)力比下軸向累積應(yīng)變曲線Fig.14 Axial cumulative strain of the reinforced sand of hollow cylindrical sample under different dynamic stress ratios

圖15為所制固化試樣的計算機(jī)斷層掃描(CT)圖。在實際工程中，聚氨酯固化砂土的現(xiàn)場施工操作，是將混合好的聚氨酯注入砂土中，采用攪拌或噴涂等方式，使其均勻地分布在整個施工區(qū)域內(nèi)。CT圖結(jié)果也為聚氨酯固化砂土提供了施工借鑒，聚氨酯注入砂土過程要保證均勻密布，在整個施工區(qū)域可采取多工位同時噴護(hù)的方式，減小整個施工區(qū)域的聚氨酯固化砂土?xí)r間的差異性，從而提升聚氨酯固化砂土的區(qū)域的整體穩(wěn)定性。

圖15 固化砂樣CT掃描圖Fig.15 CT image of the reinforced sand of hollow sample

圖16給出了固化后的孔壓增量曲線?？芍?，固化后的砂樣的孔壓峰值都不高。整體的孔壓發(fā)展較一致，先迅速增加到孔壓峰值再緩慢減小并趨于穩(wěn)定，孔壓峰值均不超過20 kPa。部分試驗條件下的孔壓增值隨著加載過程由正值變?yōu)樨?fù)值，這是由于聚氨酯填充了試樣的大部分孔隙，提高了試樣的相對密實度及黏聚力，導(dǎo)致試樣在加載過程中不發(fā)生很大移動，土顆粒重新排列所做的功很小，而要克服體變做功，由此試樣在加載過程中出現(xiàn)了剪脹現(xiàn)象。

圖16 空心圓柱試樣固化后不同動應(yīng)力比下孔壓增量曲線Fig.16 Pore pressure increment curves of the reinforced sand of hollow cylindrical sample under different dynamic stress ratios

2.2.2 不同頻率影響下固化海砂的軸向累積應(yīng)變及孔壓發(fā)展規(guī)律

圖17為固化后不同頻率軸向累積應(yīng)變曲線?？芍?，固化海砂空心樣與固化前的軸向累積應(yīng)變相比整體也呈現(xiàn)兩種發(fā)展趨勢。當(dāng)頻率f<1.5 Hz時，軸向累積應(yīng)變發(fā)展相對較快，而當(dāng)頻率f>1.5 Hz時，軸向累積應(yīng)變發(fā)展緩慢。總體來看，固化后的試樣在加載達(dá)到10 000圈后的應(yīng)變累積值均不超過0.7%，而f>1.5 Hz時的應(yīng)變值不超過0.3%，由此可見固化效果良好。

圖17 空心圓柱試樣固化后不同頻率軸向累積應(yīng)變曲線Fig.17 Axial cumulative strain of the reinforced sand of hollow cylindrical sample under different frequencies

固化后孔壓隨振次的開展曲線如圖18所示。孔壓增量隨著加載次數(shù)的增加呈現(xiàn)先增加后減小而后穩(wěn)定發(fā)展的趨勢。當(dāng)頻率f<1.5 Hz時，孔壓發(fā)展相對比較迅速，存在一個界限孔壓增值為20 kPa。當(dāng)頻率f≥1.5 Hz時，孔壓先發(fā)展到一限值，而后孔壓降低并在后期呈現(xiàn)出負(fù)的孔隙水壓力，產(chǎn)生剪脹現(xiàn)象。

圖18 空心圓柱試樣固化后不同頻率孔壓增量曲線Fig.18 Pore pressure increment curves of the reinforced sand of hollow cylindrical sample under different frequencies

由不同條件下固化海砂試樣的研究結(jié)果可得，加載10 000圈后所得到的最終軸向累積應(yīng)變值均小于0.7%，由此可見該聚氨酯加固材料的加固效果良好。

2.3 微觀分析

通過查閱相關(guān)文獻(xiàn)[31]得到了聚氨酯的反應(yīng)機(jī)制，即聚氨酯混合液中多元異氰酸酯或非異氰酸酯與羥基聚合物或氨類聚合物逐步加成的聚合反應(yīng)，生成的聚合物具有較強(qiáng)的聯(lián)結(jié)作用。同時為進(jìn)一步探尋聚氨酯固化海砂的微觀聯(lián)結(jié)機(jī)制，將固化樣進(jìn)行了不同倍數(shù)SEM掃描，掃描圖見圖19。

圖19 聚氨酯固化海砂不同倍數(shù)SEM圖像Fig.19 SEM images of reinforced sea sand by polyurethane with different magnifications

由SEM圖像可知，聚氨酯在海砂顆粒間形成了較強(qiáng)的聯(lián)結(jié)作用，海砂顆粒間的孔隙被聚氨酯充分填充，如圖20所示。并與反應(yīng)生成的固化膜連接在一起，形成了“砂粒嵌裹于固化膜”的一種穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)，顆粒重新排列阻力增大，從而顯著增強(qiáng)了海砂整體的力學(xué)性能，并直接反映到宏觀力學(xué)試驗結(jié)果中。在不同動應(yīng)力比及不同頻率影響的試驗研究中，固化后的試樣在加載達(dá)到10 000圈后的軸向應(yīng)變累積值均不超過0.7%。同時在加固過程中，由于固化劑填充到孔隙中，減小了孔隙比，增加了試樣的相對密實度，使在部分條件下，孔壓會出現(xiàn)負(fù)值，試樣發(fā)生剪脹現(xiàn)象。

圖20 聚氨酯加固海砂示意圖Fig.20 Diagram of sea sand reinforced by polyurethane

3 結(jié) 論

(1) 在固化前的海砂動力循環(huán)加載過程中，控制初始有效圍壓p0與加載頻率不變的情況下，改變動應(yīng)力比η，在此試驗條件下的臨界動應(yīng)力比η'=0.33。

(2) 在固化前后的海砂動力循環(huán)加載過程中，控制其他變量不變，改變荷載頻率f，試驗結(jié)果表明頻率越小(f< 1.5 Hz)，循環(huán)荷載的累積效應(yīng)越明顯，因此土體的軸向累積變形也越大；而頻率越大時(f> 1.5 Hz)，累積效應(yīng)則越弱，試樣均為穩(wěn)定樣，最終軸向累積應(yīng)變均小于1%。而孔壓結(jié)果總體呈現(xiàn)出隨頻率增加，孔壓開展依次減弱的規(guī)律。

(3) 對于固化后的海砂試樣，試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)在各種加載條件下都為穩(wěn)定樣，證明利用聚氨酯可實現(xiàn)快速、高效固化海砂。在改變動應(yīng)力比及頻率兩組加載條件下的軸向累積應(yīng)變均不超過0.7%，且孔壓發(fā)展限制均不超過20 kPa。結(jié)合SEM圖像結(jié)果分析，海砂顆粒間的孔隙被聚氨酯充分填充，并與反應(yīng)生成的固化膜聯(lián)結(jié)在一起，形成了一種“砂粒嵌裹于固化膜”的穩(wěn)定的空間結(jié)構(gòu)，顆粒重新排列阻力增大，從而顯著增強(qiáng)了海砂整體的力學(xué)性能。同時在加固過程中，由于固化劑填充到孔隙中，減小了孔隙比，增加了試樣的相對密實度，使在部分條件下，孔壓會出現(xiàn)負(fù)值，試樣發(fā)生剪脹現(xiàn)象。