【摘 要】
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循环荷载作用下,砂土会发生液化破坏。以前的大多数研究工作集中在纯砂上,但自然界中更多的是带有细粒的含黏砂土。与纯砂不同,含黏砂土包含粗粒和细粒两种基质。目前已经有越来越多的学者发现含黏砂土在地震中的液化现象。已有学者的研究结果存在矛盾之处,在纯砂中添加细粒会增加、降低抗液化性或对抗液化性几乎没有影响的结论均有报道。目前,学者更多只使用某一特定种类的细粒土和纯砂混合开展研究,对于矿物成分的影响不够重
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循环荷载作用下,砂土会发生液化破坏。以前的大多数研究工作集中在纯砂上,但自然界中更多的是带有细粒的含黏砂土。与纯砂不同,含黏砂土包含粗粒和细粒两种基质。目前已经有越来越多的学者发现含黏砂土在地震中的液化现象。已有学者的研究结果存在矛盾之处,在纯砂中添加细粒会增加、降低抗液化性或对抗液化性几乎没有影响的结论均有报道。目前,学者更多只使用某一特定种类的细粒土和纯砂混合开展研究,对于矿物成分的影响不够重视;而且试验条件较为单一,缺少相互对照。同时基于细粒含量和矿物成分两种因素,使用多种试验条件相互对照的研究成果仍然相当有限。本文中使用丰浦砂(Toyora Sand)作为粗粒,两种塑性指数相同但矿物成分不同的混合细粒土作为细粒,混合后得到不同细粒含量的含黏砂土,对于控制相对密实度相同、粒间孔隙比相同的两个试验组别进行了三轴单调剪切试验和三轴循环剪切试验,并将试验结果进行相互对比。主要的结论如下:(1)细粒含量对含黏砂土的静动力学特性有重要的影响。一方面,增加细粒含量会使含黏砂土的应力应变关系、超孔隙水压力发展规律、抗剪强度指标和有效应力路径等发生明显变化,如应力应变关系存在从应变软化向应变硬化过渡等现象,抗剪强度指标会有先降低后升高等现象。另一方面,增加细粒含量会使含黏砂土的抗液化性也存在先降低后升高等现象。(2)矿物成分对含黏砂土的静动力学特性有重要的影响。尽管两种细粒土的塑性指数相同,但不同细粒土矿物含量会影响土体的静动力学特性。整体看来,细粒含量较低时黏土矿物的含量增强抗液化能力的作用更为明显,而细粒含量较高时蒙脱石的存在增强抗液化能力的作用更为明显。(3)含黏砂土的黏滞能量耗散比在加载后期存在一个主要的峰值点,循环应力比、细粒含量的值都会显著影响该峰值点的高度。(4)在控制含黏砂土相对密实度相同时,细粒中含有蒙脱石的含黏砂土会产生较为明显的“能量争夺”现象,而控制含黏砂土的粒间孔隙比相同时,细粒中黏土含量更高的含黏砂土会产生较为明显的“能量争夺”现象。
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