波浪荷载是海洋工程中一种重要的基本荷载,是海洋地基土受到最频繁的周期性动荷载。在海洋工程中,波浪荷载作用使得海床土中的孔隙水压力发生变化,孔隙水压力的循环作用会导致土体中有效应力的降低,使土样降低或丧失抵抗剪切的能力,从而导致土体结构的破坏。因此,研究循环孔隙水压力作用下砂床土体的力学行为对海岸和近海工程有重要意义。 本文选用福建标准砂为研究对象,自动控制水压力发生装置作为动力源,通过固结不排水三轴试验,研究分析了在循环孔隙水压力作用下影响饱和砂土变形性能的试验参数。试验结果表明,当固结应力比、频率较大,而相对密度较小时,试样有较大的变形,更容易发生破坏。 本文提出了动孔隙水压力系数的概念,通过大量试验研究,绘制了试样应变与动孔隙水压力系数的关系曲线,并分析了试样应变与动孔隙水压力系数关系曲线的变化规律。试样应变与动孔隙水压力系数关系曲线大致可以分为三个阶段,对应有两个临界值R₁、R₂。在一定围压和固结应力比条件下,只有当循环孔隙水压力达到某一临界值之后,土样才会发生明显的变形。当孔隙水压力幅值小于该临界值时,循环作用基本上不产生可观测的变形,而当孔隙水压力幅值超过此临界值时,孔隙水压力幅值越大则土样变形随着孔隙水压力的循环作用增长越快。 最后,应用有效应力原理对循环孔隙水压力作用下饱和砂土变形进行了理论分析。研究了试样总应力、循环孔隙水压力、有效应力随时间的变化规律及试样有效应力与轴向应变的关系曲线。