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中国矿业大学深地工程重点实验室揭晓“再固结度对一连地动荷载作用下软粘土循环剪切行为的影响”论文丨GDS多向动单剪MDDCSS应用实例
宣布时间:2026-03-20 浏览次数:7891 泉源:银娱优越会


中国矿业大学课题组克日在岩土工程学术期刊《Acta Geotechnica》揭晓了题为“Effect of reconsolidation degree on cyclic shear behaviors of soft clay subjected to sequential earthquake loading”(再固结度对一连地动荷载作用下软粘土循环剪切行为的影响)的学术文章。。。。。本研究联合动三轴-单剪系统与孔压同步监测,,,,追踪主-余震序列下软黏土孔压累积-模量退化-再固结恢复历程,,,,提出“余震附加劣化-间歇抑制”两阶段机制,,,,展现加速率-再固结度耦合对刚度衰减的调控纪律,,,,为震陷区地基抗震设计提供依据。。。。。

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https://doi.org/10.1007/s11440-025-02845-y

*论文版权归原作者和出书方所有,,,,本文仅为学习交流。。。。。


以下是对这项效果的简要先容:





论文摘要



地动灾难往往会引发一系列余震,,,,这些余震不可阻止地会对土体造成进一步的破损。。。。。

本研究通过循环单剪试验,,,,探讨了软黏土在主震–余震序列荷载作用下的动力特征。。。。。研究使用等效循环剪应力和再固结度,,,,剖析了最大地动加速率与地动事务距离对软黏土循环剪切行为的耦合影响。。。。。

研究效果批注,,,,余震荷载的一连作用会导致软黏土力学性能的进一步劣化,,,,体现为循环孔隙水压力的一连累积以及动剪切模量的显著退化。。。。。在加载间歇时代,,,,再固结历程使土体排水并变得越发密实,,,,从而有用抑制了后续加载阶段中循环剪应变的增添和有用应力的降低。。。。。别的,,,,基于地动加速率和再固结度,,,,提出了若干用于展望动剪切模量及其退化参数的履历模子。。。。。

研究发明,,,,当循环荷载幅值较小时,,,,再固结度的增添会增进刚度退化;;;然而,,,,随着应力幅值的增大,,,,再固结对软化速率的抑制作用逐渐展现。。。。。本研究效果有助于更深入地明确软黏土在地动序列作用下的动力行为。。。。。





试验装备



本研究使用了GDS电机控制的反压动单剪系统EMDCSS-CON等装备。。。。。

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相关图表



*图表为论文截图,,,,版权归论文原作者和出书方所有,,,,本文仅为学习交流。。。。。

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Fig. 1 Preparation and installation of simple shear specimens

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Fig. 2 Cyclic loading-reconsolidation procedure in simple shear test

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Fig. 3 Variation of vertical effective stress with time under different reconsolidation degrees

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Fig. 4 Attenuation of vertical effective stress under various consolidation pressures and earthquake accelerations

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Fig. 5 Variations of equivalent cyclic pore pressure with cyclic shear strain at σ′?v0=?104.4 kPa

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Fig. 6 Variations of normalized equivalent cyclic pore pressure with cyclic shear strain under different consolidation pressures

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Fig. 7 Variations of cyclic shear strain with OCReq under different stress amplitudes and reconsolidation degrees

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Fig. 8 Variations of cyclic shear strain with OCReq under different initial consolidation pressures

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Fig. 9 Variations of cyclic shear stress with cyclic shear strain

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Fig. 10 Variations of dynamic shear modulus with number of cycles at σ′v0?=?104.4 kPa

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Fig. 11 Fitting results for initial dynamic shear modulus under aftershock loading at σ′v0?=?104.4 kPa

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Fig. 12 Comparison of test and predicted initial dynamic shear modulus under various consolidation pressures

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Fig. 13 Fitting results for ultimate dynamic shear modulus under aftershock loading at σ′v0?=?104.4 kPa

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Fig. 14 Comparison of test and predicted ultimate dynamic shear modulus under various consolidation pressures

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Fig. 15 Variations of degradation index with number of cycles at σ′?v0=?104.4 kPa

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Fig. 16 Variations of degradation index under mainshock loading with various consolidation pressures

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Fig. 17 Fitting results for degradation parameter under aftershock loading





研究结论



  • 余震加载促使软黏土试样循环剪应变破损性增添、竖向有用应力大幅损失,,,,将加剧结构震害并降低地基承载力;;;抗震设计必需计入余震附加损伤,,,,以提升结构在序列地动中的性能。。。。。

  • 在相同最大地动加速率与再固结度条件下,,,,初始固结压力 104.4 kPa 的试样在主-余震阶段循环剪应变生长与有用应力衰减最为显著,,,,较 174 kPa 与 243.6 kPa 工况更强烈;;;故 9–21 m 规模内浅部软黏土层的抗震能力更弱。。。。。

  • 随再固结度提高,,,,余震期等效循环孔压与循环剪应变增添被显著抑制;;;后续加载初始动剪切模量虽升高,,,,但刚度退化速率同步加速。。。。。地动距离对软黏土动力行为影响显著:延伸距离可抑制土体变形、加速超孔压消逝,,,,然而也会加剧模量退化速率、显著降低土体刚度,,,,反而倒运于结构抗震。。。。。

  • 研究建设了以再固结度、最大地动加速率及竖向固结压力为变量的软黏土动剪切模量与软化参数履历模子,,,,可定量展望差别埋深软黏土在差别距离序列地举措用下的剪切模量演化,,,,为软土区基础设施抗震设计提供依据。。。。。



备注:论文及摘要等为论文原文的中文译文,,,,仅供快速参考;;;若遇语义或手艺细节歧义,,,,请以英文原文为准。。。。。完整研究内容、参数取值及验证数据请查阅原文。。。。。


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