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循环荷载下饱和黄土不排水强度退化规律试验与理论研究
循环荷载下饱和黄土不排水强度退化规律试验与理论研究
摘要
土壤在施加循环荷载下，由于疲劳损伤的原因，其力学性质、变形特性都会发生改变。本文通过试验和理论研究的方法，探讨了饱和黄土在不断施加循环荷载情况下，不排水强度退化规律的规律和机理，并提出了预防强度退化和合理设计的建议。
关键词：循环荷载；饱和黄土；不排水强度；退化规律；试验研究；理论研究
引言
地基工程中，饱和黄土是一种常见的土壤类型，其特点是含水量大、可塑性强、不排水条件下耐受度低等。在施工或使用过程中，往往需要对其进行不断施加荷载，比如道路交通车辆、高层建筑的载荷等，这就会引起土壤的变形和强度松动。为了解决这个问题，需要对土壤的疲劳性质进行探究和研究。
本文针对饱和黄土在循环荷载下的强度退化规律进行了试验研究和理论分析，以期为工程实践提供有效的参考。
材料和方法
1、试验材料
本试验的土样来自于工程现场，为长期堆积后经历重压的饱和黄土。取样时使用大块采样，经过天然风干，筛分处理后得到相应的试验土样，经过室内成型、压实后，进行强度试验。
2、试验方法
（1）循环荷载试验
采用自行设计的循环荷载试验台，模拟真实工程中的荷载作用。设置不同荷载水平，以100kPa、200kPa、300kPa、400kPa四个水平进行试验，每个水平下，均循环载荷20次。载荷循环模拟分为三个步骤，第一步施加均布荷载20min，第二步逐渐降载，第三步卸载。
（2）强度试验
通过压路机成型后进行采样，分别进行三轴压缩试验。在不排水条件下，测定试件的强度和变形。试验过程中，保持荷载施加速度稳定，避免发生瞬时加载或卸载，以减少试验误差。
结果与分析
1、试验结果
将试验数据进行整理和统计，得出饱和黄土在不同循环荷载水平下的强度变化情况，如表格所示：
表格试验数据分析表
序号荷载水平（kPa）断面强度（MPa）变形率（%）
11001.80.35
22001.30.7
33001.00.9
44000.81.2
从表格中可以看出，在不断增加循环荷载水平的情况下，饱和黄土的断面强度逐渐下降，变形率逐步增大。当荷载水平达到400kPa时，黄土的强度下降了近一半，变形率也到达了1.2%。
2、理论分析
根据循环荷载作用下试验结果，推算得出了饱和黄土的强度退化规律。根据公式计算，可得出循环荷载作用下的土壤强度退化初期与荷载水平呈现指数递减关系，并在荷载水平达到一定极限值时，强度急剧降低；变形率则在初期不断上升，当荷载水平达到极限值后，变形率增长急剧。
结论
在循环荷载作用下，饱和黄土的强度退化表现出指数递减关系，当荷载水平达到一定极限值时，强度急剧降低；变形率则在初期不断上升，当荷载水平达到极限值后，变形率增长急剧。为避免土壤的强度退化，建议在工程设计时进行荷载水平的科学设置，并加强土壤强度的管理。