饱和层状砂土液化特性的动三轴试验研究

第３２卷第４期２０１１年４月

岩土力学

Ｖ０１．３２Ｎｏ．４

ＲｏｃｋａｎｄＳｏｉｌＭｅｃｈａｎｉｃｓ

Ａｐｒ．２０１１

文章稿号ｌ１０００－－７５９８（２０１１）０４～０９６７一０７

饱和层状砂土液化特性的动三轴试验研究

周

健１，２，陈小亮１，２７杨永香３，贾敏才１，２

３．华北水利水电学院资源与环境学院，郑州４５００１

１）

（１．同济人学岩土及地下工程教育部重点实验室．上海２０００９２；２．同济大学地下建筑与工程系，上海２０００９２；

摘要。利用ＧＤＳ动三轴试验系统采用等幅循环应变加载方式对含有不同厚度粉七的饱和层状砂土进行了液化强度试验。分析了均匀砂和含有不同粉粒层厚度的层状砂土在循环荷载作用下的变形和力学特性。试验分析表明：由于含粉粒夹层的层状土特殊的土体结构，其孔隙水压力发展规律与一一般的无黏性砂土不同；饱和层状砂土的抗液化强度并不是随着粉粒层厚度的增加而单调增加的，而是存在一个临界点；液化临界剪应变的大小与液化判别标准和循环次数有很大关系。试验结果表明，粉粒夹层对层状砂土的液化特性有很大的影响，且更能模拟自然环境条件下的层状砂土地基液化特性。关键词ｔ动三轴试验；粉粒夹层：饱和层状砂土；液化；液化强度中图分类号：Ｔｕ

４４３

文献标识码ｔ

Ａ

Ｓｔｕｄｙｏｆｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｓａｔｕｒａｔｅｄｓｔｒａｔｉｆｉｅｄｓａｎｄｓ

ｂｙｄｙｎａｍｉｃｔｒｉａｘｉａｌｔｅｓｔ

ＺＨＯＵＪｉａｎｌ一，ＣＨＥＮＸｉａｏ．１ｉａｎ９１一，ＹＡＮＧＹｏｎｇ．ｘｉａｎ９３，ＪＩＡＭｉｎ．ｃａｉｌ，２

（１．ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙ

ｏｆＧｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌａｎｄＵｎｄｅｒｇｒｏｕｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ

ｏｆＭｉｎｉｓｔｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｔｏｎｇｊｉ

Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９２，Ｃｈｉｎａ；

２．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＧｅｏｔｅｅｈｎｉｃａｌ

３．ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＲｅｓｏｕｒｃｅｓａｎｄ

ｒｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｏｎｇｉｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａ｛２０００９２，Ｃｈｉｎａ；

ｏｆＷａｔｅｒＣｏｎｓｅｒｖａｎｃｙ

ａｎｄＨｙｄｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒ，Ｚｈｅｎｇｚｈｏｕ４５００１１，Ｃｈｉｎａ）

Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，Ｎｏｒｔｈ

ＣｈｉｎａＩｎｓｔｉｔｕｔｅ

Ａｂｓｔｒａｅｔ：Ｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎｓｔｒｅｎｇｔｈ

ｔｅｓｔｓ

ｆｏｒｓａｔｕｒａｔｅｄｓｔｒａｔｉｆｉｅｄｓａｎｄｓｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｉｌｔｙｌａｙｅｒｔｈｉｃｋｎｅｓｓｅｓ

ｓｔｒｅｓｓ

ｗｅｒｅｃａｒｄｅｄ

ｏｕｔ

ｂｙｄｙｎａｍｉｃ

ｔｒｉａｘｉａｌｔｅｓｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｕｎｄｅｒｃｏｎｓｔａｎｔｓｔｒａｔｉｆｉｅｄ

ａｍｐｌｉｔｕｄｅｃｙｃｌｉｃ

ｌｏａｄｓ．Ｔｈｅｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎａｎｄｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｆｏｒｃｌｅａｎ

ｓａｎｄａｎｄ

ｓａｎｄｗｉｔｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｓｉｌｔｙｌａｙｅｒｔｈｉｃｋｎｅｓｓｗｅｒｅ

ａｒｅ

ａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｌａｗｏｆｐｏｒｅ

ｔｏ

ｗａｔｅｒｐｒｅｓｓｕｒｅｆｏｒｓｔｒａｔｉｆｉｅｄｓｉｌｔｙｓａｎｄｓ

ｓｔｒｅｎｇｔｈｏｆｓａｔｕｒａｔｅｄｓｔｒａｔｉｆｉｅｄｓｉｌｔｙ

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ｎｏｔ

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ｉｎｃｒｅａｓｅｍｏｎｏｔｏｎｏｕｓｌｙｗｉｔｈｔｈｅｔｈｉｃｋｎｅｓｓｏｆｓｉｌｔｙｓｏｉｌｌａｙｅｒ，ｂｕｔｔｈｅｒｅｉｓ

ｔｈｅ

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ｔｈｉｃｋｎｅｓｓ．Ｈｏｗｅｖｅｒ．ｔｈｅｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎ

ｔｈｅｅｒｉｔｉｃａｌｓｈｅａｒｓｔｒａｉｎｓｕｎｄｅｒｔｈｅｃｒｉｔｅｒｉｏｎｏｆｂｅ

ａ

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ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅｓｔｒｅｎｇｔｈｉｎｃｒｅａｓｅｓｍｏｎｏｔｏｎｏｕｓｌｙ讯ｔ｝Ｉ

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ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｕｎｄｅｒｄｉｆｆｅｒｅｎｔｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎｃｒｉｔｅｒｉａａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｙｃｌｅｎｕｍｂｅｒｓ，ｓｕｃｈ

ｉｓｌａｒｇｅｒ

ｔｈｅｅｒｉｔｉｃａｌｓｈｅａｒｓｔｒａｉｎ

Ａｕ／畋＝１．０

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ｃｒｉｔｅｒｉｏｎｏｆ

Ａｕ／畋＝ｏ．９．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｔｈｅ

ｃｒｉｔｉｃａｌｓｈｅａｒｓｔｒａｉｎｓｈｏｕｌｄｎｏｔ

ｃｏｎｓｔａｎｔｕｎｄｅｒ

ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｅａｒｔｈｑｕａｋｅｍａｇｎｉｔｕｄｅａｎｄｉｎｔｅｎｓｉｔｙ．Ｔｈｅｓｉｌｔｙｉｎｔｅｒｌａｙｅｒｓｉｎｆｌｕｅｎｃｅｔｈｅｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆ

ｓｔｒａｔｉｆｉｅｄ

ｓｉｌｔｙｓａｎｄｓｇｒｅａｔｌｙａｎｄＣａｎｓｉｍｕｌａｔｅｔｈｅｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎｃｈａｒａｃｔｅｆｉｓｔｉＣＳｏｆｓｗａｔｉｆｉｅｄｓａｎｄｓｉｎｎａｔｕｒａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｂｅｔｔｅｒ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｄｙｎａｍｉｃｔｒｉａｘｉａｌｔｅｓｔ；ｓｉｌｔｙｉｎｔｅｒｌａｙｅｒ；ｓａｔｕｒａｔｅｄｓｔｒａｔｉｆｉｅｄｓａｎｄｓ；ｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎ；ｌｉｑｕｅｆａｃｔｉｏｎｓｔｒｅｎｇｔｈ

１

引言

样的抗液化强度高，主要是由于两种不同土的结构性，如不同颗粒尺寸的形成方式及土样的层状结构。Ｂａｚｉａｒ和Ｄｏｂｒｙ［４】认为层状重塑样的稳态线相对于均匀蓖担样更接近于原状样。Ｐｒａｄｈａｎｌ５］认为黏土夹层对砂土层的液化强度影响不大。Ａｍｉｎｉ和Ｑｉｌ６Ｊ根据对两种不同制样方法所得层状砂和均匀砂的动三轴试验研究，认为二者抗液化能力没有明显差别。

已往许多关于液化的研究都是着眼于纯砂或均匀混合的含有细颗粒的砂土，对成层粉质砂土的循环动力行为了解甚少，然而在冲积及水力冲填土层中常见成层粉质砂土，地震过程中这种土层有过液

化的历史【１１。Ｙｏｓｈｉｍｉ掣２—３１认为，非扰动样较重塑

收稿日期：２０１０－０４．０９

基金项目：国家自然科学基金资助项目（Ｎｏ．９０８１５００８）。

第作者简介：周键，男，１９５７年生，博士，教授，博导，主要从事土动力学，岩土地震－丁程，土体细观力学性质试验弓数值模拟等方面的教学与

研究工作。Ｅ－ｍａｉｌ：ｔｊｕｚｊ＠ｖｉｐ．１６３．ｏｏｍ

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