交通荷载作用下软黏土的耗散能开展特征分析

沈扬^1,2，王俊健^1,2，刘汉龙^1,3，王钦城^1,2

1. 河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室2. 河海大学江苏省岩土工程技术工程研究中心3. 重庆大学土木工程学院

摘 要：交通、波浪等循环荷载的作用将引起土体主应力轴方向的连续变化,对软土路基的变形与稳定产生显著影响.现实工程中常以临界动应力水平作为路基设计的控制标准.为研究长期交通荷载下饱和软黏土处于临界动应力水平时的动力特性,利用空心圆柱扭剪仪开展一系列心形线应力路径及其他复杂应力路径下的不排水试验.基于耗散能理论,对交通荷载作用下软黏土的变形特征和耗散能的累积规律进行了分析,对比分析了不同应力路径和频率条件下广义剪应变和耗散能的发展规律.试验结果表明,临界动应力比条件下试样均会发生拐点破坏,可称之为临界破坏.在轴向拉压幅值比变化的心形线和圆形的不同应力路径下,土体发生临界破坏,虽然破坏特征差别很大,但累积耗散能的大小均较为接近,在88.007~91.807kJ/m3之间.故可考虑以耗散能作为不同应力路径临界破坏的判别标准.频率会影响土体的结构损伤程度,频率越低,损伤越充分,耗散能前期的累积速率越快.随着频率的增大,土体发生临界破坏时刻的累积耗散能越小,且呈一定的递减规律.建议可以采用累积耗散能作为确定临界应力水平下土体发生临界破坏的重要参考标准.

关键词：交通荷载;临界动应力比;频率;广义剪应变;耗散能;