本文采用新型動(dòng)單剪儀對原狀黃土進(jìn)行動(dòng)力試驗(yàn)研究。研究了含水率、壓縮應(yīng)力對原狀黃土動(dòng)應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系以及動(dòng)剪切模量、阻尼比和動(dòng)強(qiáng)度的影響規(guī)律,得出了動(dòng)剪切模量、阻尼比的經(jīng)驗(yàn)公式。分析了物性條件、靜力條件以及動(dòng)力條件變化對蘭州黃土震陷變形的影響,建立了結(jié)構(gòu)性黃土的震陷系數(shù)經(jīng)驗(yàn)公式。進(jìn)而研究了一定條件下黃土的增濕-震陷總變形特性規(guī)律。本文得到以下結(jié)論:（1）黃土的動(dòng)應(yīng)力-動(dòng)應(yīng)變曲線符合雙曲線函數(shù)。動(dòng)剪應(yīng)力隨著動(dòng)剪應(yīng)變的增大呈非線性增長,最終趨于平緩。含水率越大,曲線越低;壓縮應(yīng)力越大,曲線越高。（2）黃土的動(dòng)剪切模量隨動(dòng)剪應(yīng)變的發(fā)展呈非線性減小態(tài)勢。含水率和壓縮應(yīng)力對動(dòng)剪切模量的影響明顯,最終建立了 Hardin-Drnevich雙曲線模型中動(dòng)剪切模量隨壓縮應(yīng)力、構(gòu)度和動(dòng)剪應(yīng)變變化的經(jīng)驗(yàn)公式。（3）黃土的阻尼比隨動(dòng)剪應(yīng)變的增大而增大。含水率越高,阻尼比越大;壓縮應(yīng)力對阻尼比影響不太明顯。（4）黃土的動(dòng)強(qiáng)度隨振次的增大而減小。含水率越高,動(dòng)強(qiáng)度值越小;壓縮應(yīng)力越大,動(dòng)強(qiáng)度越大。（5）物性條件、靜力條件以及動(dòng)力條件變化對黃土震陷變形的影響明顯。震陷系數(shù)隨含水率、循環(huán)次數(shù)及剪應(yīng)變的增大而增大,隨壓縮... 

【文章來源】：西安理工大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：86 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

動(dòng)單剪儀Figure2-1.Dynamicsingleshearinstrument

與側(cè)限板之間的摩擦作用；剪切方向上側(cè)限板隨滾動(dòng)底板的平行運(yùn)動(dòng)使得試樣剪應(yīng)變分布均勻。乳膠膜內(nèi)依次裝入下透水板、試樣、上透水板，試驗(yàn)中可以利用上、下透水板以及設(shè)置預(yù)留水孔的試樣帽實(shí)現(xiàn)增濕、排水、基質(zhì)吸力條件的控制。利用軸承將水平方向側(cè)限板限制在水平向運(yùn)動(dòng)滑移板上；利用螺栓將與水平正交方向的側(cè)限柵條板限制在支架板。四周剛性約束均可利用螺絲調(diào)節(jié)、固定與土樣的位移，以此來確保測量的震陷變形更加準(zhǔn)確。側(cè)限柵條板為水平向的密集柵條，與試樣受剪應(yīng)力方向一致，故可減小試驗(yàn)過程中摩阻力產(chǎn)生的誤差。圖2-2.壓力室機(jī)構(gòu)拆卸及組裝圖Figure2-2.Disassemblyandassemblydiagramofpressurechambermechanism壓力室的主要改進(jìn)之處在于側(cè)限條件的優(yōu)化。由原有的豎向縫隙間隔柵條改進(jìn)為水平向滾珠密封柵條。如圖2-2可以看出，試樣的四周側(cè)限是可以拆卸移動(dòng)的，剪切方向的側(cè)限剛性板均可以通過四個(gè)螺栓推動(dòng)剛性板與試樣兩側(cè)緊密接觸，而平行于剪切方向的側(cè)限柵條板同樣可以推動(dòng)?xùn)艞l板與試樣的另外兩側(cè)緊密接觸，然后固定側(cè)限板，保證試樣與四周側(cè)限板良好接觸，這樣就解決了原有動(dòng)單剪儀側(cè)限剛性板完全固定與試樣接觸不良的問題。特別是側(cè)限柵條板將豎向柵條改進(jìn)為水平向的密集柵條，作用試樣上的剪應(yīng)力分布均勻。這一改進(jìn)使試樣的受力狀態(tài)更加符合地震波以動(dòng)剪應(yīng)力為主的特性，大大減小了儀器的摩阻力，以便得出更準(zhǔn)確的試驗(yàn)結(jié)果。

2.試驗(yàn)儀器與試驗(yàn)方法9圖2-3.壓力室機(jī)構(gòu)詳解圖Figure2-3.Detaileddiagramofthepressurechambermechanism其中A.壓帽、B.頂板螺孔、C.軸承、D.側(cè)板、E.底板、F.試件座、G.滾動(dòng)?xùn)艞l、H.水平導(dǎo)軌、I.底板螺栓、J.下透水板、K.水平加載板、L.上透水板、M.軸承孔、N.試樣、O.排水孔、P.側(cè)限螺孔、Q.乳膠膜、R.進(jìn)水孔。2.2試驗(yàn)土樣與試樣應(yīng)力狀態(tài)2.2.1試驗(yàn)土樣本試驗(yàn)所用土樣取自蘭州某黃土邊坡場地，屬于Q3黃土。在取土過程中，削出近似規(guī)則形狀土塊，從探井中用竹籃緩慢吊起，以避免對原狀土的擾動(dòng)，之后快速用削土刀稍作削平，立即用黑色塑料裹土袋進(jìn)行包裝，最后用透明膠帶纏繞整個(gè)裹土袋，避免含水量的流失，整個(gè)土塊運(yùn)輸過程盡量保證土塊不受外界因素?cái)_動(dòng)。測定試驗(yàn)用土的基本物理性質(zhì)參數(shù)如表2-1。表2-1試驗(yàn)用土的基本物性指標(biāo)Table2-1Basicphysicalpropertiesoftestsoil天然密度/(g·cm-3)含水率w/%干密度d/(g·cm-3)液限lw/%塑限pw/%塑性指數(shù)pI/%土粒比重Gs孔隙比e01.402.11.3725.715.99.82.70.97本文采用邊長為7cm的立方體原狀試樣進(jìn)行試驗(yàn)。制樣采用定制的削樣器切削而成。由于本次試驗(yàn)土樣的天然含水率較低，根據(jù)試驗(yàn)要求，在制成7cm×7cm×7cm立方體試樣后，將采用水膜轉(zhuǎn)移法對試樣的含水率進(jìn)行調(diào)節(jié)，試樣達(dá)到目標(biāo)含水率（8%）時(shí)用塑料薄膜完全包裹，之后將其放入保濕缸內(nèi)擱置一周左右，等試樣內(nèi)的水分?jǐn)U散均勻后可以用于試驗(yàn)。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
[1]蘭州非飽和黃土震陷特性試驗(yàn)研究[D]. 趙雨瑤.西安理工大學(xué) 2019
[2]非飽和黃土震陷變形的動(dòng)單剪試驗(yàn)研究[D]. 吳飛潔.西安理工大學(xué) 2017
[3]關(guān)中地區(qū)黃土的震陷特性研究[D]. 竹霞.長安大學(xué) 2011
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本文編號：3258794