考慮應力路徑影響的飽和軟粘土靜動力特性試驗研究.pdf

1、高速公路、鐵路以及城市地鐵等高速交通的安全性和舒適性是車輛運行最為迫切的問題。車輛運行的安全性和舒適性除了與行駛速度及車輛自身的動力學特性有關外，還與路基土體的沉降以及差異沉降密切相關，因此，根據高速交通荷載的特點，研究長期循環荷載作用下飽和軟粘土的變形特性是解決軟土路基累積沉降以及穩定性的關鍵。
　　本文以高速交通荷載引起的軟土地基沉降問題為研究對象，通過室內單元體試驗結合交通荷載作用下軟土循環應力應變關系理論分析，揭示高速交通

2、荷載作用下軟土地基長期沉降的復雜機理和一般規律。主要研究工作如下:
　　1.采用國內外通用的薄壁管切土法獲取高質量的原狀軟粘土試樣，并對其基本物理力學性質指標進行測定。利用GDS變圍壓動三軸系統對所取土樣進行了不同超固結比的常規三軸不排水靜力剪切試驗，建立了溫州飽和軟粘土不排水剪切強度與超固結比之間的關系并為后續循環加載試驗動應力的選取提供參考。
　　2.針對路堤下天然軟粘土地基真實固結狀態，開展了不同三軸應力路徑下K0固結

3、飽和軟粘土試樣的應力控制不排水靜力剪切試驗，研究了應力路徑對K0固結飽和軟粘土不排水剪切強度、孔壓以及割線模量的影響?；谠囼灲Y果，分別建立了不排水剪切強度、峰值孔壓系數以及割線模量與應力路徑斜率之間的關系。
　　3.分別在不排水和排水條件下，針對不同超固結比飽和軟粘土試樣進行了不同三軸應力路徑下的應力控制靜力剪切試驗。研究了應力路徑和超固結比耦合效應對飽和軟粘土強度、孔壓以及割線模量的影響?；谠囼灲Y果分別建立了超固結比與應力路

4、徑耦合作用下土體固結不排水剪切強度以及排水剪切強度的擬合經驗公式。
　　4.針對高速交通荷載作用下路基土體中的復雜動應力場，利用GDS變圍壓動三軸系統對不同超固結比飽和軟粘土試樣進行了一系列不同循環偏應力和循環圍壓耦合應力路徑的不排水循環加載試驗。在試驗結果的基礎上分別建立了可以考慮循環偏應力和循環圍壓耦合效應的正常固結飽和軟粘土在不同循環應力比時的永久軸向應變和回彈模量經驗公式以及相同循環應力比下，不同超固結比時的永久軸向應變和

5、回彈模量經驗公式。
　　5.針對路基土體在高速交通荷載長期作用下的實際排水狀態，利用GDS變圍壓動三軸系統對不同超固結比飽和軟粘土試樣進行了不同循環偏應力和循環圍壓耦合應力路徑的部分排水循環加載試驗。試驗結果表明，循環偏應力和循環圍壓耦合效應對飽和軟粘土永久軸向應變的影響與超固結比無關，對永久體應變的影響受超固結比的影響較大;基于試驗結果提出了考慮循環偏應力和循環圍壓耦合效應的正常固結飽和軟粘土的永久體應變擬合經驗公式以及永久軸向

6、應變經驗公式;進一步通過第10000圈正常固結試樣的永久體應變差值以及不同超固結比試樣的永久軸向應變差值與相應循環球應力差值之間的關系得到了循環球應力對正常固結試樣的永久體應以及不同超固結比試樣的永久軸向應變的影響，且與循環偏應力幅值無關。
　　6.針對天然軟粘土的真實固結狀態，分別在不排水和排水條件下，針對K0固結飽和軟粘土開展了一系列不同三軸應力路徑循環加載試驗，在不排水條件下，基于應力路徑斜率η=0時的最大孔壓及Skempt