冲击荷载作用下花岗岩残积土的动力损伤与破坏机理

摘要：

为调查冲击荷载作用下花岗岩残积土的力学行为,开展了不同冲击频率(3～15 Hz)和振幅(100～400 kPa)影响的循环冲击试验,分析冲击荷载引起的超静孔隙水压力和变形的发展规律.结果表明:振幅和频率的影响均存在临界值,振幅与频率超过临界值时,土体损伤强烈会引起强度迅速衰减.低频与超高频冲击下更易产生较高孔压,从而导致有效应力降低进而引起强度下降.根据冲击应力与应变的滞回曲线的形态特征提出了花岗岩残积土冲击动力损伤的3个定量评价参数,并据此提出了3种冲击破坏类型与辨识方法,指出冲击能量耗散引起的结构损伤及塑形变形累积是花岗岩残积土产生冲击破坏的根本原因,其影响程度取决于土的原始结构强度与微观裂隙发育程度,也与冲击模式和应力水平导致的裂隙扩展规律和塑性累积变形大小有关.工程实践中应查明土体在冲击荷载下的临界振幅与临界频率,尽可能避免采用高振幅与低频率及超高频率荷载冲击土体.研究有助于了解冲击荷载的作用规律和土体力学响应,为中国花岗岩风化地层的施工与设计提供科学理论指导.

关键词：冲击荷载、花岗岩残积土、轴向应变、孔隙水压力、塑性应变、结构损伤

所属期刊栏目：41

分类号：TU435(土力学、地基基础工程)

资助基金：国家自然科学基金项目41472292,11672320,41972285;中国科学院青年创新促进会项目2018363;广西岩土力学与工程重点实验室课题项目15-KF-02

在线出版日期：2019-11-04（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1872-1881