冲击荷载作用下软黏土孔压及变形规律模型试验研究

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软土天然含水量大、孔隙比大、压缩性高、承载能力低、渗透性小,灵敏度高,是一种呈软塑到流塑状态的饱和黏性土。冲击荷载作用下软黏土孔隙水压力变化和土体变形规律是一项重要的研究课题。学者们做了大量的冲击荷载作用下软黏土的孔压和变形规律的室内试验研究,但普遍存在冲击荷载水平不高的问题,导致土体的许多物理力学性状都激发不出来。为了更好的研究软黏土在高能级冲击荷载作用下的物理力学性状,本文进行了高能级冲击荷载作用下的室内模型试验,对孔压及变形规律有关问题进行研究。  本文按照相似理论对模型试验进行设计,利用多向高能高速电磁力冲击智能控制试验装置,对w=69%,e=1.92的软黏土做了冲击荷载作用下的模型试验,研究在冲击荷载作用下孔隙水压力的变化规律及土体变形规律。  本论文取得的研究成果包括以下几个方面:  (1)冲击荷载作用下,沉降量与孔压变化幅度呈正比,即孔压变化幅度越大,沉降量越大。在大量冲击试验数据的基础上,通过曲线拟合得到沉降随时间的变化关系:s=-0.0018t4+0.072t3-0.858t2+4.1187t-3.2153  (2)根据模型试验结果对模型试验设计进行了优化,在本文试验条件下,总结出了一套室内模型试验的设计方法。  (3)根据本文模型试验的特点,对静动力排水固结夯后软黏土压缩模量进行了修正。修正后表达式为:E(t)=A(2.973-e)2/1+eσv00.5(MV2/2g)BNC  (4)对比分析了模型试验与现场原位监测数据所得到的孔隙水压力土压力变化曲线,证明了模型试验结果的准确性。  同时在本文研究过程中发现了冲击荷载卸载后孔压变化呈双峰型,且峰值之间的时间间隔随着夯击遍数的增加而逐渐变大等现象。  本文的研究成果将进一步丰富模型试验理论,可为冲击荷载作用下孔压变化特征、残余应力的产生等提供依据,并为室内模型试验的设计以及静动力排水固结法现场施工提供理论指导。
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