水平循环剪切作用下土工袋竖向变形特性试验研究

1

作者 方斌昕 刘斯宏 +2 位作者 鲁洋 陈爽 张呈斌 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2023年第22期130-137,共8页

土工袋作为一种地基加固材料在工程中的应用越来越广泛,研究表明土工袋具有较高的阻尼比,能够有效地消能并阻隔地震波由场地向上部结构的传递。为了解土工袋在水平循环荷载作用下的竖向变形特性,开展了一系列土工袋组合体的水平循环剪... 土工袋作为一种地基加固材料在工程中的应用越来越广泛,研究表明土工袋具有较高的阻尼比,能够有效地消能并阻隔地震波由场地向上部结构的传递。为了解土工袋在水平循环荷载作用下的竖向变形特性,开展了一系列土工袋组合体的水平循环剪切试验,研究了循环次数、竖向应力以及剪切应变幅值等加载特征对土工袋组合体竖向变形的影响,探讨了水平循环荷载作用下土工袋组合体的变形机制。结果表明:(1)土工袋组合体的累积竖向应变在试验初期变化较为显著,随着循环次数的增加,其累积竖向应变逐渐趋于稳定;(2)竖向应力和剪切应变幅值对土工袋组合体的竖向应变影响显著,随着竖向应力与剪切应变幅值的增大,其竖向应变也随之增加;(3)土工袋组合体在较大剪切应变幅值条件下开始出现层间滑移,试验初期土工袋组合体在层间滑移阶段竖向应变基本保持稳定,但是随着循环次数的增加,土工袋组合体层间界面反复摩擦使层间的咬合作用发生变化,靠近土工袋组合体层间界面的砂土颗粒在此过程中又进行了重新排列,最终导致试验后期土工袋组合体单次循环产生的竖向应变增量呈现出增长趋势。 展开更多

关键词 土工袋 循环剪切试验 应变累积 循环次数 竖向应力 剪切应变幅值

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竖向-扭转双向耦合剪切仪功能分析及应用 被引量：7

2

作者 许成顺 刘晨 +1 位作者 刘海强 尹占巧 《北京工业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第2期233-238,共6页

针对北京工业大学新引进的竖向-扭转双向耦合剪切仪的功能进行了分析,该设备可完成多种固结条件及加载方式的静动力试验,适用范围广泛.试验结果表明:竖向-扭转双向耦合剪切仪能较好地分析土体在复杂应力条件下的变形与强度特性,试验结... 针对北京工业大学新引进的竖向-扭转双向耦合剪切仪的功能进行了分析,该设备可完成多种固结条件及加载方式的静动力试验,适用范围广泛.试验结果表明:竖向-扭转双向耦合剪切仪能较好地分析土体在复杂应力条件下的变形与强度特性,试验结果合理可靠,具有较高的精确度. 展开更多

关键词 竖向-扭转双向耦合剪切仪 土工试验 复杂应力条件 耦合剪切

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双向耦合剪切条件下饱和松砂的液化特性试验研究 被引量：17

3

作者 栾茂田 金丹 +2 位作者 许成顺 张其一 张振东 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第6期790-794,共5页

为了模拟海床及海洋建筑物遭受波浪荷载时所引起的循环应力,进行了一系列均等固结条件下的应力控制式轴向–扭转双向耦合循环剪切试验。加载路径在σd/2-τ应力空间内为椭圆。试验在保证椭圆面积不变的情况下,分别变化竖向和扭转向的荷... 为了模拟海床及海洋建筑物遭受波浪荷载时所引起的循环应力,进行了一系列均等固结条件下的应力控制式轴向–扭转双向耦合循环剪切试验。加载路径在σd/2-τ应力空间内为椭圆。试验在保证椭圆面积不变的情况下,分别变化竖向和扭转向的荷载分量幅值,以此来探讨双向耦合剪切试验中各个分量的变化对饱和松砂的循环强度特性的影响。试验结果表明砂土在双向耦合荷载作用下,其液化强度与加载椭圆路径的面积和两个荷载分量比值密切相关。当轴向应力与剪应力幅值的比值保持不变时,砂土液化强度随着椭圆面积的增大而降低。而在椭圆面积保持不变时,当竖向与扭转向荷载分量的比值小于某一临界值0.6～0.75时,砂土液化强度随着比值的增加而增大,当竖向与扭转向荷载分量的比值大于某一临界值0.6～0.75时,砂土的液化强度随着比值的增加而减小,在临界值0.6～0.75之间表现出最高的强度。另外,在一个周期内孔隙水压力的循环变化与轴向应力相位一致,与循环剪应力相位相差90。 展开更多

关键词 饱和松砂 轴向-扭转双向耦合剪切试验 椭圆面积 液化强度 临界值 孔压

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饱和松砂的双向耦合剪切特性试验研究 被引量：7

4

作者 栾茂田 金丹 +2 位作者 张振东 许成顺 李鹏 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期319-325,共7页

为了模拟海床及海洋建筑物遭受波浪荷载时所引起的循环应力,进行了一系列均等固结条件下的应力控制式轴向-扭转双向耦合循环剪切试验。试验时在竖向和扭转向同时施加动应力,使加载路径在正应力偏差(σz-σθ)/2与剪应力τzθ应力空间内... 为了模拟海床及海洋建筑物遭受波浪荷载时所引起的循环应力,进行了一系列均等固结条件下的应力控制式轴向-扭转双向耦合循环剪切试验。试验时在竖向和扭转向同时施加动应力,使加载路径在正应力偏差(σz-σθ)/2与剪应力τzθ应力空间内为椭圆。分别控制竖向和扭转向循环荷载的大小,以此来探讨双向耦合剪切试验中竖向应力与剪应力幅值的变化对饱和松砂变形特性的影响。试验结果显示,所有的竖向应变均以拉伸向为主。对于椭圆应力路径所包围的椭圆面积相同的一组试验,当竖向荷载分量与扭转向荷载分量之比小于某一临界值时,竖向应变完全表现为单拉伸方向的变形,大于临界值时则呈现出拉伸向更为显著的双向循环累积特性破坏。剪应变虽都表现为双向循环累积,但是两个荷载分量的比值不同,应力应变关系的滞回圈曲线形状不同。而椭圆面积的大小对土样的变形特性几乎没有影响。 展开更多

关键词 岩土工程 变形特性 轴向–扭转双向耦合剪切试验 主应力轴旋转

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饱和黏土动剪切模量与阻尼比的试验研究 被引量：24

5

作者 齐剑峰 栾茂田 +2 位作者 杨庆 马太雷 袁颖 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第4期518-523,共6页

针对饱和黏土,利用土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪,通过不固结不排水条件下的循环扭剪和竖向-扭转耦合试验,着重探讨了大应变情况下分级加载历史和循环应力耦合对动剪切模量与阻尼比等动力特性的影响。对试验结果的分析表明:... 针对饱和黏土,利用土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪,通过不固结不排水条件下的循环扭剪和竖向-扭转耦合试验,着重探讨了大应变情况下分级加载历史和循环应力耦合对动剪切模量与阻尼比等动力特性的影响。对试验结果的分析表明:采用多个试样单级加载与采用一个试样分级加载试验得到的初始骨干曲线、动剪切模量与阻尼比都较为一致,采用分级加载试验测定动剪切模量与阻尼比是可行的;耦合循环应力中的轴向偏差应力对扭转向应力-应变滞回圈的倾斜程度及动剪切模量与阻尼比都有显著影响,尤其当扭转向循环剪应力较小时,可以认为轴向偏差应力的大小控制着动剪切模量的增大量,受扭转向剪应力的影响,轴向应力–应变滞回圈的变化模式较为复杂。 展开更多

关键词 饱和黏土 动剪切模量 阻尼比 分级加载试验 耦合循环应力

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复杂应力条件下长江口原状饱和软黏土门槛循环应力比试验研究 被引量：6

6

作者 刘功勋 栾茂田 +3 位作者 郭莹 王忠涛 贺林 张俊峰 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第4期1123-1129,共7页

针对取自于长江口的海洋原状饱和软黏土,利用土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪,在控制不同初始固结参数的三向非均等固结状态和不排水条件下,分别进行了轴向和扭转双向耦合循环剪切以及循环扭剪等多种复杂循环剪切试验。分别研... 针对取自于长江口的海洋原状饱和软黏土,利用土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪,在控制不同初始固结参数的三向非均等固结状态和不排水条件下,分别进行了轴向和扭转双向耦合循环剪切以及循环扭剪等多种复杂循环剪切试验。分别研究了初始大主应力方向角、初始偏应力比、初始中主应力系数以及循环剪切应力模式等因素对门槛循环应力比的影响。试验结果表明,在三向非均等固结条件下,初始大主应力方向角、初始偏应力比对门槛循环应力比影响显著,门槛循环应力比随着初始大主应力方向角与初始偏应力比的增大而明显减小;而初始中主应力系数对门槛循环应力比基本没有影响。循环剪切应力模式对门槛循环应力比具有显著影响,在相同的初始固结应力条件下,循环耦合剪切试验确定的门槛循环应力比明显小于循环扭剪试验所确定的门槛循环应力比。 展开更多

关键词 原状饱和软黏土 门槛循环应力比 循环耦合剪切试验 循环扭剪试验 三向非均等固结

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基于临界状态理论的海相含细粒土砂液化特性试验研究

7

作者 蔡世兴 唐译 关云飞 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第S01期63-66,共4页

采用饱和海相含细粒土砂开展固结不排水三轴剪切试验和轴向-扭转耦合循环剪切试验,基于临界状态理论,研究砂土状态参数与其液化特性的关系。研究结果表明:对于海相含细粒土砂,其临界孔隙比和归一化有效平均正应力具有很高的线性相关性;... 采用饱和海相含细粒土砂开展固结不排水三轴剪切试验和轴向-扭转耦合循环剪切试验,基于临界状态理论,研究砂土状态参数与其液化特性的关系。研究结果表明:对于海相含细粒土砂,其临界孔隙比和归一化有效平均正应力具有很高的线性相关性;轴向-扭转耦合不排水循环剪切试验结果显示,循环应力比CRR相同时,状态参数ψ越大,液化振次N_(L)越小,根据研究结果提出砂土液化振次N_(L)的计算公式,N_(L)与ψ很好的满足指数函数关系。 展开更多

关键词 含细粒土砂 轴向-扭转耦合循环剪切试验 临界状态 液化 循环应力比

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饱和黏土的循环剪切变形特性

8

作者 齐剑峰 栾茂田 +2 位作者 冯秀丽 马太雷 聂影 《中国海洋大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2007年第2期340-340,共1页

利用土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪，针对饱和黏土，在不固结不排水（uu）条件下进行了应力控制式循环扭剪和竖向-扭转耦合试验，通过对试验结果的对比分析探讨了初始预剪应力和应力反向对应力-应变关系特性的影响。并阐述了... 利用土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪，针对饱和黏土，在不固结不排水（uu）条件下进行了应力控制式循环扭剪和竖向-扭转耦合试验，通过对试验结果的对比分析探讨了初始预剪应力和应力反向对应力-应变关系特性的影响。并阐述了不同循环应力模式下孔隙水压力发展特性。试验结果表明初始预剪应力对循环应力-应变关系的模式有明显的影响，当初始预剪应力较大且没有应力反向发生时，变形以累积效应为主，当初始剪应力为0时，变形以循环效应为主；不固结不排水条件下的循环孔隙水压力总是在围压附近波动，孔压的波动范围似乎随循环应力的增大而增大，但不具有孔压累积升高的特点。综合考虑剪切变形和正向偏差变形的共同效应，同时为了能够反映平均残余变形和循环变形的影响，建议了一个综合应变破坏标准的算式。进而通过利用试验数据与目前常用的应变标准比较，表明这种破坏标准具有普遍适用性和较好的稳定性，适用于判定各种应力条件下黏土试样破坏及其强度。 展开更多

关键词 变形特性 循环剪切 黏土 应力-应变关系 饱和 循环孔隙水压力 应变破坏标准 耦合试验

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初始主应力方向对钙质砂动力特性影响的试验研究 被引量：22

9

作者 李建国 汪稔 +2 位作者 虞海珍 何杨 许成顺 《岩土力学》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第5期723-727,共5页

利用大连理工大学的土工静力-动力液压三轴-扭转动多能剪切仪对相对密度为30%的钙质砂进行了扭转和竖向循环耦合试验,探讨了初始主应力方向角α0对钙质砂动强度和残余应变发展的影响。试验结果表明:α0对钙质砂的动强度、残余应变发展... 利用大连理工大学的土工静力-动力液压三轴-扭转动多能剪切仪对相对密度为30%的钙质砂进行了扭转和竖向循环耦合试验,探讨了初始主应力方向角α0对钙质砂动强度和残余应变发展的影响。试验结果表明:α0对钙质砂的动强度、残余应变发展的影响非常明显,随着α0的增大,钙质砂的动强度显著减小,而残余应变的发展速度则明显加快。 展开更多

关键词 初始主应力方向 动强度 残余应变 三轴扭转多功能剪切仪 扭转和竖向循环耦合剪切试验 钙质砂

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主应力方向循环变化对饱和松砂不排水动力特性的影响 被引量：37

10

作者 郭莹 栾茂田 +1 位作者 何杨 许成顺 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期403-409,共7页

利用新研制的土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪进行了主应力轴循环变化的多种模式竖向和扭转双向耦合循环剪切及普通循环扭剪试验。针对福建标准砂, 在均等固结条件下着重研究了振动过程中主应力方向的不同变化模式对饱和松砂不... 利用新研制的土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪进行了主应力轴循环变化的多种模式竖向和扭转双向耦合循环剪切及普通循环扭剪试验。针对福建标准砂, 在均等固结条件下着重研究了振动过程中主应力方向的不同变化模式对饱和松砂不排水循环特性的影响。试验研究结果表明: 振动过程中主应力方向的变化方式对饱和砂土不排水动强度具有显著的影响, 在所采用的五种类型循环剪切应力路径中, 主应力方向连续旋转条件下的动强度最低。进一步的研究发现: 对于初始均等固结条件,分别采用初始平均有效固结压力和循环破坏次数归一化的循环孔隙水压力比与循环次数比之间的关系与振动过程中主应力方向变化方式无关, 这种归一化循环孔隙水压力比随广义剪应变的变化规律及累积广义剪应变与循环次数比之间关系均与振动过程中主应力方向变化方式无关。 展开更多

关键词 三轴-扭转耦合循环剪切试验 循环扭剪试验 松砂 主应力方向 动强度 循环孔隙水压力 广义剪应变

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波浪荷载作用下砂土变形特性的模拟试验研究 被引量：7

11

作者 张晨明 董秀竹 +1 位作者 郭莹 栾茂田 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2005年第2期155-159,共5页

利用新研制的“土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪”模拟波浪荷载作用,对福建标准砂进行了4组三轴-扭转耦合振动剪切试验,以研究海床砂土在波浪荷载作用下的变形特性及其对砂土初始密度和固结压力的依赖性。试验结果表明,应力-应... 利用新研制的“土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪”模拟波浪荷载作用,对福建标准砂进行了4组三轴-扭转耦合振动剪切试验,以研究海床砂土在波浪荷载作用下的变形特性及其对砂土初始密度和固结压力的依赖性。试验结果表明,应力-应变呈现出良好的双曲线关系,与等效线性模型理论相吻合;阻尼比和模量随应变幅值的变化规律均依赖于土体的初始密度和固结压力;归一化后的E/Emax-ε及G/Gmax-γ曲线对相对密度和固结压力仍具有明显的依赖性;但完全归一化后的E/Emax-ε/εr及G/Gmax-γ/γr的关系曲线则与固结压力无关。 展开更多

关键词 波浪荷载 三轴-扭转耦合振动剪切试验 变形特性 阻尼比 模量

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主应力轴旋转下饱和黏土动力特性的试验研究 被引量：1

12

作者 聂影 栾茂田 +2 位作者 王猛 李金玉 张其一 《辽宁工程技术大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2009年第4期562-565,共4页

利用土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪,对使用真空抽吸法制备的黏土试样,进行了耦合循环剪切试验。探讨了主应力轴连续旋转下,空心试样在微幅应变下的动力特性研究。试验结果表明:耦合试验得到的竖向分量动弹性模量和扭向分量动... 利用土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪,对使用真空抽吸法制备的黏土试样,进行了耦合循环剪切试验。探讨了主应力轴连续旋转下,空心试样在微幅应变下的动力特性研究。试验结果表明:耦合试验得到的竖向分量动弹性模量和扭向分量动剪切模量的发展趋势与常规动力特性试验的动模量发展趋势基本一致;实测的竖向Emax比由扭向分量换算得到的Emax偏低,实测的扭向Gmax比由竖向分量换算得到的Gmax偏高;竖向和扭转向阻尼比的结果比较接近。 展开更多

关键词 饱和黏土 主应力轴旋转 耦合循环剪切 竖向动弹性模量 扭转向剪切模量 阻尼比

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主应力方向变化对松砂不排水动强度特性的影响 被引量：32

13

作者 郭莹 栾茂田 +1 位作者 许成顺 何杨 《岩土工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期666-670,共5页

针对相对密度为Dr=30%的福建标准砂,利用新研制的土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪进行了扭转和竖向循环耦合剪切试验和循环扭剪试验。通过对比三向非均等固结条件下的两类试验结果,着重研究了初始主应力方向变化和振动过程中主... 针对相对密度为Dr=30%的福建标准砂,利用新研制的土工静力-动力液压三轴-扭转多功能剪切仪进行了扭转和竖向循环耦合剪切试验和循环扭剪试验。通过对比三向非均等固结条件下的两类试验结果,着重研究了初始主应力方向变化和振动过程中主应力方向连续变化对松砂的动强度特性的影响。 展开更多

关键词 松砂 主应力 耦合剪切试验 扭剪试验 动强度 非均等固结 三轴一扭转多功能剪切仪

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主应力轴持续旋转条件下饱和松砂的振动孔隙水压力特性 被引量：6

14

作者 郭莹 栾茂田 +2 位作者 何杨 许成顺 李木国 《地震工程与工程振动》 CSCD 北大核心 2007年第3期156-162,共7页

利用新研制的“土工静力-动力液压三轴-扭剪多功能剪切仪”,针对福建标准松砂,在三向非均等固结条件下,进行了能够模拟海洋波浪荷载作用下主应力轴连续旋转的循环耦合剪切试验。通过试验着重探讨了初始主应力方向、振动过程中主应力方... 利用新研制的“土工静力-动力液压三轴-扭剪多功能剪切仪”,针对福建标准松砂,在三向非均等固结条件下,进行了能够模拟海洋波浪荷载作用下主应力轴连续旋转的循环耦合剪切试验。通过试验着重探讨了初始主应力方向、振动过程中主应力方向连续变化对不排水条件下砂土的振动孔隙水压力增长特性的影响。实验研究表明:在振动过程中主应力轴连续旋转的条件下,初始主应力方向对砂土的动孔压比与振次比之间关系具有显著的影响,随着初始大主应力与竖向之间夹角的增大,动孔压比的增长速度明显加快,具有较好的规律性;归一化孔压比与广义剪应变之间的关系基本上与初始主应力方向角和振动剪应力幅值无关。 展开更多

关键词 循环耦合剪切试验 主应力轴连续旋转 初始主应力方向角 三向非均等固结 振动孔隙水压力

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