循环荷载下粉质粘土特性的试验研究∗

杨传成 王津津 蔡文霞（山东省地震工程研究中心，济南 252000）

循环荷载下粉质粘土特性的试验研究∗

杨传成 王津津 蔡文霞
（山东省地震工程研究中心，济南 252000）

∗基金项目：山东省自然基金（ZR2012DM005），山东省地震局合同制项目（15Y23）资助。

随着土木工程的发展，各类土在循环荷载下的累积变形和强度问题引起了国内外学者的广泛关注，对于粉质粘土的研究，迄今已有非常丰富的文献资料，研究方法众多，其中室内动三轴试验研究是最常用的研究手段之一。由于循环加载中频率的变化与加载速率有关，本文进行了循环荷载下粉质粘土力学特性的试验研究。循环荷载作用下土的应变是反映土体循环特性的一个重要因素，本文利用应力控制方式对粉质粘土进行了在几个不同循环应力、不同加荷频率条件下的循环三轴实验，研究分析循环应力和加荷频率对粉质粘土应变特性的影响。利用了北京市新技术研究所生产的DDS-70动三轴试验系统，对粉质粘土进行了许多室内动三轴固结不排气(水)试验，就轴向循环应力的变化、加荷频率的变化以对粉质粘土变形的影响进行了研究。

1　试样选取与制备

试验所用土样取自北京通州地震小区划中两个钻孔在相近深度处切取块状土样，使试验土样具有较好的均一性和接近原位土体的力学特性，见表1。试样首先按规定的方法制备，试样高为80 mm，直径为39.1 mm。试验时在一定的固结比应力下固结，待固结完成后，在不排水的条件下施加动应力进行试验。

表1　试样编号、物理性质指标

2　试验过程与方法

试样制成后在150 kPa围压下进行均压固结，待固结完成后施加正弦荷载。共进行了两种循环应力下不同频率的动力试验，实验结果图略。

循环应力为δc=0.9δf，δt=50 kPa，加载频率分为1 Hz，2 Hz，5 Hz三组。

循环应力为δc=0.5δf，δt=50 kPa，加载频率分为1 Hz，2 Hz，5 Hz三组。

3　试验结果

通过循环动三轴试验，研究了循环荷载作用下加荷频率、循环应力对粉质粘土动力特性的影响，由试验结果可得如下主要结论：在循环应力较大时，粉质粘土呈现出明显的频率效应。随着频率的增加，应变幅值逐渐减小；循环应力的大小影响着应变的发展趋势。循环应力比较大时，应变随加荷周数的增加迅速增加：循环应力比较小时，随着加荷周数的增加，应变逐渐增加，在较大的加荷周数下才达到破坏。循环应力比很小时，应变趋向稳定，土体并不发生破坏。