本文關鍵詞：水泥土動力特性的共振柱試驗研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：軟土地基普遍分布在我國東部沿海地區(qū)以及內陸的沿江沿湖區(qū)域,由于軟土具有抗剪強度低、壓縮性高、含水量高等對抗震不利的工程性質,即使軟土地區(qū)工程施工時上部荷載較小地基也往往會產生較大位移的沉降,而用水泥攪拌樁加固技術是進行軟土地基處理的一種常用方法。通過攪拌機械設備將水泥與軟土混合攪拌,利用水泥和軟土之間發(fā)生的一系列物理、化學反應,使軟土硬結為具有高強度、低壓縮性、低滲透性的水泥土。水泥土的動力特性對水泥攪拌樁地基的抗震性能有顯著的影響,也是工程地震安全性評價中必不可少的內容。土體的動剪切模量和阻尼比是土動力特性的兩個重要參數,通過共振柱試驗可以對土體小應變范圍內的動力特性進行研究。本文利用GDS共振柱試驗,主要進行了如下研究:(1)對共振柱進行了扭轉激振和彎曲激振標定研究。利用GDS共振柱對不同直徑、不同高度的鋁質標定棒進行了一系列標定試驗。研究結果表明:鋁制標定棒的扭轉激振共振頻率隨著共振柱驅動系統(tǒng)質量的增加而減小,隨著試樣的直徑增大而增大,通過標定得到共振柱驅動系統(tǒng)的轉動慣量I0值為0.0037kg·m2。共振柱驅動系統(tǒng)試樣彎曲激振共振頻率隨直徑增大而增大,隨高度增大而減小,由瑞利波法得到的動彈性模量計算方法計算出的試樣動彈性模量相近,檢驗了瑞利波法的可靠性,利用廠家提供的標定砝碼和自制的5根不同高度的鋁質標定棒對共振柱系統(tǒng)在試樣頂端集中質量進行了標定,給出了基于瑞利波法考慮實際試樣尺寸的共振柱試驗動彈性模量計算方法。(2)通過GDS共振柱試驗研究了不同水泥摻量、養(yǎng)護齡期和圍壓對水泥土動力特性的時間效應影響。試驗結果表明:水泥摻量越大,養(yǎng)護齡期越長,水泥土最大動剪切模量越高。相同圍壓下,水泥土最大動剪切模量越小,水泥土主固結時間越長,固結后歸一化動剪切模量越大。圍壓越大,水泥土時間效應越明顯,高圍壓下水泥土最大動剪切模量顯著增大。水泥土在時間效應階段,其最大動剪切模量隨時間呈近乎線性增長,對于短期內水泥土最大動剪切模量可以在室內利用共振柱試驗測得水泥土歸一化動剪切模量增長率后進行修正。(3)通過GDS共振柱試驗研究了純黏土和水泥土-黏土復合試樣的動剪切模量G和阻尼比D的變化規(guī)律。研究結果表明,純黏土和復合試樣的動剪切模量G和阻尼比D隨剪應變γ變化趨勢一致。復合試樣中水泥土的置換作用增大了試樣整體的強度,在小應變范圍內圍壓和置換率對動剪切模量G和阻尼比D的影響顯著,隨著剪應變增大,圍壓和置換率的影響減弱。復合試樣的最大動剪切模量Gmax與圍壓和置換率表現出良好的線性關系。圍壓越大,提高水泥土的置換率對土體最大動剪切模量Gmax增強效果越明顯。利用修正的Hardin-Drnevich雙曲線模型可對不同置換率的復合土體動應力-應變關系進行預測。
【關鍵詞】：水泥土 共振柱 動剪切模量 動彈性模量 阻尼比
【學位授予單位】：湖北工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TU435
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 引言10-15
• 1.1 研究目的及意義10
• 1.2 土動力學研究內容10-11
• 1.3 水泥土動力特性的國內外研究現狀11-14
• 1.4 本文研究內容和技術路線14-15
• 第2章 試驗儀器標定15-39
• 2.1 引言15-16
• 2.2 試驗儀器16-22
• 2.2.1 GDS-RCA共振柱測試系統(tǒng)16-17
• 2.2.2 扭轉激振和彎曲激振17-19
• 2.2.3 剪切模量和阻尼比計算19-22
• 2.3 共振柱扭轉激振標定22-25
• 2.3.1 扭轉激振標定原理22-23
• 2.3.2 試驗結果與分析23-25
• 2.4 彎曲激振標定25-37
• 2.4.1 彎曲激振標定原理25-29
• 2.4.2 試驗結果與分析29-37
• 2.5 本章小結37-39
• 第3章 水泥土動力特性的時間效應試驗研究39-54
• 3.1 引言39-40
• 3.2 試樣制備及試驗方案40-43
• 3.3 試驗結果與分析43-53
• 3.3.1 動剪切模量的計算與分析方法43-44
• 3.3.2 水泥摻量對水泥土時間效應的影響44-46
• 3.3.3 水泥土養(yǎng)護齡期對水泥土時間效應的影響46-48
• 3.3.4 圍壓對水泥土時間效應的影響48-51
• 3.3.5 水泥土最大動剪切模量修正51-53
• 3.4 本章小結53-54
• 第4章 水泥土-黏土復合試樣的動力特性試驗研究54-69
• 4.1 引言54
• 4.2 試樣制備及試驗方案54-57
• 4.3 試驗結果與分析57-68
• 4.3.1 應變的影響57-58
• 4.3.2 圍壓的影響58-59
• 4.3.3 置換率的影響59-60
• 4.3.4 最大動剪切模量60-64
• 4.3.5 動力特性模型分析64-68
• 4.4 本章小結68-69
• 第5章 總結與展望69-71
• 5.1 總結69-70
• 5.2 展望70-71
• 參考文獻71-74
• 致謝74-75
• 附錄75

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本文編號：255886