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浙江省脆弱地皮基与海涂围垦工程技术沉点尝试室成立于2006 年。尝试室重要钻研四个沉点领 域：在厚软地皮基上的高速交通、堤防和地下工程建设，以及沿海工业区地皮复垦开发建设。

该尝试室占有2000多平方米的钻研空间，钻研设备总造价超过3000多万元。钻研成就已利用于荆州永强跑路、荆州城市高速公路建设及荆州沿海工业区地下空 间开发项目。

本文为2016年浙江省脆弱地皮基与海涂围垦工程技术沉点尝试室，荆州大学土木工程系岩土工程课题组伍婷玉博士利用GDS空心圆柱扭剪试验系统的实现的试验案例。

问题

海相软粘土宽泛散布于东南地域，拥有较弱的工程机能。浙江省作为中国经济最蓬勃的地域，占有重大的交通基础设施，蕴含高速公路、公路、铁路、机场跑路等，这些交通基础设施都是在海相粘土上建设的。随着交通荷载持久作用下，现有基础设施容易产生超沉降。 为了揭示交通荷载对海相粘土的影响， 并预测将来的沉降，发展了相应地钻研。

交通荷载不仅是一个持久的循环荷载， 并且在每个循环过程中应力蹊径的状态都是怪异的。随着车轮的靠近和脱离， 土体的应力分量在大幼和方向上都产生 了变动（见图1.1）。

图1 交通荷载作用下软地皮基土单元的应力分量

此表，在每个循环过程中，最大主应力角σ都是旋转的。当在2τzθ(σz - σθ)空间中绘造时，应力蹊径形成如图 1.4 所示的状态。

凭据前人的有限元分析，剪应力与轴向应力的比值并非维持不变，而是随着深度的增长而减幼，从而导致应力蹊径状态的扭转。

为了仿照交通荷载的应力蹊径，必要对每个应力分量进行精确节造（如图 1.2 所 示）。这就必要进一步凭据载荷的状态沉 新界说波形。

解决规划

动态空心圆柱装置（HCA）是该钻研项主张首选系统。HCA可能在整个测试过程中独立地施加轴向力、扭矩、内表压力。因而，它被宽泛利用于钻研土体在主应力轴循环动弹时的变形个性。

GDS仪器为荆州大学提供了一个定造的HCA，以满足他们的要求规格。能独立施加轴向力 W，扭矩 MT，内部压力 pi 和表部压力 po  ，从而节造土体（轴向应力σz、径向应力σr、切向σθ、剪应力τzθ）的应力状态。由于3个主应力的 大幼和大主应力轴的角度α能够节造，因而能够进行主应力轴旋转的试验。

以两次试验了局为例，图2展示了试验过程中现实应力蹊径与进展应力蹊径有关性的对比。这证实了GDS中空心圆柱装置（HCA）能够正确仿照进行钻研所需的交通加载应力 蹊径。

图2

图3显示了每次测试分歧状态的应力蹊径。应力蹊径的分歧状态批注旋转剪应力与竖向循环应力的比值分歧。

图3

了局

试验了局批注，旋转剪切应力对软黏土试样应变发展的影响。如图4所示，所有试验了局均阐发出类似的轴向应变发展过程。但η值影响轴向应变发展水平。η值越高，试样的永远应变越大。

图4

结论与证明

这一系列HCA循环试验批注，剪切应力水平对应变和孔隙压力的发展有显著影响，从而加快了海相粘土的粉碎。然而，目前的规范只思考轴向应力，因而高估了地基土。必要进一步的钻研来美满现有的理论和预测模型。

在整个过程中，GDS公司及开云kaiyun电竞公司提供了大量的援手和支持。我们等待着在将来的项目上与他们合作。

伍婷玉博士 荆州大学土木工程学院 岩土工程课题组

参考文件

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