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【案例】GDS动态循环单剪试验系统(VDDCSS)在地动研究中的应用
宣布时间:2015-08-03 浏览次数:3777 泉源:凯发k8

地举措用下,地面运动是重大的多维运动。此时,土体遭受水平两偏向的震惊,两偏向震惊在巨细和偏向上相互耦合。众多学者以为在举行地动边坡的研究中,地动是个重大的时间与空间历程,应思量地动惊荷载随空间转变的特征。对2005 年新疆乌什6.2 级地、2011 年新疆尼勒克、巩留县接壤6.0 级地动剖析发明地动加速率不但巨细是一直转变的,偏向也是一直转变的,这证实了地动时地面运动是重大的多维运动。

 

英国GDS动态循环单剪试验系统(VDDCSS)可对试样底部施加各形式的循环位移或循环应力,来模拟现场的许多加载条件,较利便地研究土的动力特征。这包括许多结构的海洋基础,例如风电场和石油砖塔。VDDCSS还可以模拟偏向于某一偏向而受力在另一个偏向的情形,例如地动周围区域。VDDCSS系统如图1所示。

 

图1 动态循环单剪试验系统(VDDCSS)

 

  聂勇、樊恒辉、王中妮等接纳温州大学VDDCSS系统,对固结试样开展了两组实验:第一组(单向循环单剪试验):试样在差别剪应变幅值下举行剪切试验,接纳正弦波;第二组(水平双向耦合的循环单剪试验,即剪切偏向转变的循环单剪试验):试样也在差别 下举行循环加载试验,接纳正弦波,本组试验举行两水平向耦合,使每个循环剪切循环的偏向一直转变,转变方法是以X 偏向为轴,以原点为中心举行的摆幅剪切,摆幅划分为45°和90°。即先举行一次单向的循环剪切,然后举行第二次单向的循环剪切,偏向和第一次的偏向爆发一个夹角。详细试验计划见下表。剪切完成之后再对试样举行固结研究其变形。

表1 循环单剪试验计划

 

  试验效果批注:

  (1)小应变条件下,软黏土体现出结构的各向异性,其随的增添逐渐减小,对G的影响也随的增添逐渐减小。

图2 土体应力-应变曲线

       

  (2)保存一个剪应变特征值 ,即当 <  时,剪切作用会稍微增添其他新偏向的G;当 >  时时,无此征象。本文的 = 0.2%。

(a) =0.1%                                (b) =0.5%

图3 差别剪切条件下土样归一化剪切模量和循环圈数的关系曲线

 

  (3)单向剪切下G是平缓转变的,而双向剪切下G是波动转变的。剪切偏向的转变(即双向剪切)会加速G的衰减,造成更低的G。


图4 差别剪应变幅值下土样归一化剪切模量和循环圈数的关系曲线

 

  (4)小应变条件下,u增添很小,剪切偏向的转变对u影响很小,Hrc/H也很小。当0.1%<  <2%时,u 随 的增添急剧上升,剪应变偏向的转变增进u增添,随 的增添这种影响逐渐加深。

(a) g = 0.1%                                   (b)g = 0.8%

图5 差别剪切方法下孔压比随时间的生长曲线

 

(5)随着剪切偏向的转变,uamp 在一个循环周期是循环转变的;随着剪切的举行,uamp 是逐渐减小的。 = 0.8%时uamp 抵达最大值。

图6 第50次的循环孔压幅值和剪应变幅值的关系曲线

 

  (6)当0.1%<  <2%时,Hrc/H 随 的增添而增添;当 <1%时,单向剪切后的Hrc/H 随的增添缓慢增添,而双向剪切的Hrc/H 随的增添速速增添;当 >1%时,Hrc/H 随 的增添缓慢增添;差别剪切方法下的Hrc/H 最终趋于一致。

图7 再固结历程中剪应变幅值和轴向变形曲线

 

 

请点击原文阅读以下科研效果:

循环剪切偏向对饱和软黏土新闻力特征的影响 聂 勇,樊恒辉,王中妮,贺志强

 

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