文章摘要
周爱兆,黄献文,刘顺青,蔡国军,王炳辉.砾石掺量及侧限压力对黏土类土石混合体动力特性的影响分析[J].地震工程学报,2020,42(1):205-214. ZHOU Aizhao,HUANG Xianwen,LIU Shunqing,CAI Guojun,WANG Binghui.Dynamic Characteristics of Clay-Rock Mixtures underDifferent Gravel Contents and Confining Pressures[J].China Earthquake Engineering Journal,2020,42(1):205-214.
砾石掺量及侧限压力对黏土类土石混合体动力特性的影响分析
Dynamic Characteristics of Clay-Rock Mixtures underDifferent Gravel Contents and Confining Pressures
投稿时间:2019-01-20  
DOI:10.3969/j.issn.1000-0844.2020.01.205
中文关键词: 动力特性;自振柱测试;土石混合体;块石掺量;侧限压力
英文关键词: dynamic characteristic;free vibration column test;soil-rock mixture;gravel content;confining pressure
基金项目:江苏省高等学校自然科学研究项目资助(17KJB560003);国家自然科学基金项目(51579119)
作者单位E-mail
周爱兆 江苏科技大学 土木工程与建筑学院, 江苏 镇江 212000  
黄献文 江苏科技大学 土木工程与建筑学院, 江苏 镇江 212000
安徽理工大学 土木建筑学院, 安徽 淮南 232001 
994310735@qq.com 
刘顺青 江苏科技大学 土木工程与建筑学院, 江苏 镇江 212000
东南大学 岩土工程研究所, 江苏 南京 210096 
 
蔡国军 东南大学 岩土工程研究所, 江苏 南京 210096  
王炳辉 江苏科技大学 土木工程与建筑学院, 江苏 镇江 212000  
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中文摘要:
      黏土类土石混合体常作为路基填料在工程中广泛应用,然而其在交通荷载作用下的动力特性方面研究较少。为此,本文以0.05 LcLc为圆柱试样直径)为土体、块石分类阈值,根据土石混合体中砾石掺量、侧限压力的不同,采用自振柱仪对其在小应变(10-6~10-4)下的动剪切模量和阻尼比进行研究。结果表明:土石混合体最大动剪切模量随砾石掺量的增加而不断增大,且在20%~40%掺量区间内增幅最大,随侧限压力的增加而增大,且增幅逐渐变小;在应变幅值相同的条件下,动剪切模量衰变程度随砾石掺量的增加而不断减少,且在20%~40%掺量区间内减幅最大,随侧限压力的增加而减小,且减幅逐渐变小;最小、最大阻尼比随砾石掺量和侧限压力的增加而减少。结合试验结果分别从颗粒"骨架"结构性、动态结构稳定性、材料密实度、能量耗散等方面阐述块石掺量和侧限压力对土石混合体动剪切模量和阻尼比的影响机理。最后采用优化Hardin-Drnevich模型建立砾石掺量、侧限压力与土石混合体动力特性参数(最大动剪切模量、参考剪应变、最大阻尼比、最小阻尼比)之间的估算公式,以期为土石混合路基的动力设计和施工提供指导。
英文摘要:
      Clay-rock mixtures are widely used as subgrade filler in projects, but there are few studies about their dynamic response under the influence of traffic loading. For this reason, according to different gravel contents and confining pressures, the dynamic shear modulus and damping ratio of the clay-rock mixture at small strain (10-6-10-4) were studied with the free vibration column instrument. In this paper, the soil/rock threshold was set as 0.05 Lc(Lc is diameter of the traxial sample). Results showed that the maximum dynamic shear modulus increases with increasing gravel content in the mixture, has a greater increase in amplitude when the content of the gravel is 20%-40%, and increases with increasing confining pressure. Under the same strain amplitude, the decay in dynamic shear modulus decreases with increasing gravel content, decreases greatly in the content range of 20%-40%, and decreases with increasing confining pressure. Minimum and maximum damping ratios both decrease with increasing gravel content and confining pressure. Based on the test results, the influence mechanism of gravel content and confining pressure on the dynamic shear modulus and damping ratio of the clay-rock mixture is put forward. Finally, the estimation formula among gravel content, confining pressure, and dynamic behavior parameters of the clay-rock mixture are established with the modified Hardin-Drnevich model, with the aim of providing theoretical guidance for the design and construction of soil-rock mixed subgrade.
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