循环荷载下深海能源含气土动力特性试验研究

作者

王滢李朋飞孔祥霄
单位

山东科技大学土木工程与建筑学院山东科技大学山东省土木工程防灾减灾重点实验室
摘要

以往对深海能源含气土的研究多以静荷载作用为主，且含气土的气泡尺寸多为不可控的离散小气泡。本研究提出一种能够控制含气量及气泡大小的制样方法，并对含有离散大气泡的深海能源含气土开展固结不排水循环加载动三轴试验，分析深海能源含气土在不同循环应力比(cyclic stress ratio, CSR)、有效围压、饱和度和黏土含量条件下的累积塑性应变、滞回曲线、动孔压和动强度发展规律。结果表明：累积塑性应变分为“稳定增长型”和“失稳破坏型”两类，累积塑性应变增长速率随着CSR增大、饱和度下降、围压增大和黏土含量增加而加快。含气土的滞回圈随振次增加、饱和度下降、围压增大及黏土含量增加，呈现出回弹模量降低、阻尼比增大的现象。含气土动孔压发展模式分为“缓慢增长型”和“孔压骤增型”,孔压增长速率随饱和度下降、CSR增大及黏土含量增加而加快，且在循环荷载作用下，动孔压均未达到有效应力水平，即在轴向应变达到5%前，试样未现液化破坏现象。动强度随饱和度降低而下降，且下降幅度随饱和度的降低，呈现出增大的趋势。
关键词

深海能源土含气土动力特性动三轴试验位移判别标准
基金项目(Foundation)

山东省自然科学基金项目(ZR2021ME144)；
文章目录

1 试验方案设计
1.1 试验材料
1.1.1 海砂
1.1.2 高岭土
1.1.3 海洋土配比
1.2 试验方法
1.2.1 含气土试样制备
1.2.2 试验过程
2 试验结果分析
2.1 累积塑性应变
2.1.1 不同CSR下累积塑性应变演变规律
2.1.2 不同饱和度下累积塑性应变演变规律
2.1.3 不同黏土含量下累积塑性应变演变规律
2.2 滞回曲线
2.2.1 相同振次下滞回曲线变化趋势
2.2.2 不同振次下滞回曲线变化趋势
2.3 动孔压
2.4 动强度
3 结论
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