交通動載下礫性土動三軸試驗(yàn)分析

暢振超　王家全　周圓兀　黃世斌

摘??? 要：為了探討交通動載下礫性土的動力特性，采用GDS高級動態(tài)三軸測試系統(tǒng)，對級配良好的礫性土進(jìn)行了大尺寸動態(tài)三軸試驗(yàn)，分析礫性土的應(yīng)力應(yīng)變及動模量等參數(shù)的變化規(guī)律.試驗(yàn)結(jié)果表明：循環(huán)荷載作用下，礫性土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系整體上呈遞增的趨勢，動應(yīng)變εd≤2.36%時(shí)，礫性土動應(yīng)變隨動應(yīng)力呈線彈性增長;εd>2.36%后，土體出現(xiàn)塑性變形，礫性土動應(yīng)變呈非線性加速發(fā)展趨勢.礫性土軸向動應(yīng)變隨振動次數(shù)逐漸增大，動應(yīng)變增長率隨振次增加而增大.礫性土動彈性模量隨著動應(yīng)變增加整體呈現(xiàn)驟減→略增→減小的趨勢，其中在1%<εd<3%范圍時(shí)動彈模出現(xiàn)小幅增長.密實(shí)的飽和礫性土在多級短時(shí)荷載作用下，產(chǎn)生剪脹變形，對應(yīng)動孔壓隨動應(yīng)變呈局部振蕩整體遞減的趨勢.

關(guān)鍵詞：礫性土;動三軸試驗(yàn);交通動載;累積應(yīng)變;動模量

中圖分類號：TU441??????????? DOI：10.16375/j.cnki.cn45-1395/t.2019.02.002

0??? 引言

礫性土是指包含礫石土、砂礫土、礫砂等在內(nèi)的含有多粒組成分的寬級配土，是一種典型的天然土壤，廣泛存在于交通與水利工程中[1].目前，關(guān)于礫性土在靜力學(xué)方面的研究已經(jīng)較為常見，但是在動力學(xué)方面的研究還相對較少.實(shí)際工程中，由于礫性土的物理力學(xué)性能和水穩(wěn)定性比較好，因此，被廣泛應(yīng)用于路基工程中.路基所受荷載一般以交通動載為主，這就要求設(shè)計(jì)施工時(shí)要考慮交通動載的影響.因此，礫性土動力特性的研究對路基工程設(shè)計(jì)施工有一定的參考價(jià)值.動態(tài)三軸試驗(yàn)是研究土體動力特性的一個常規(guī)試驗(yàn)類型，也是目前土體動力特性研究最常采用的試驗(yàn)途徑.

國內(nèi)外學(xué)者在砂土動力特性方面進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn)和數(shù)值及理論研究.在試驗(yàn)研究方面，許華青[2]研究了圍壓、顆粒級配對礫性土動應(yīng)力、動剪切模量、阻尼比、最大動剪切模量、最大阻尼比的影響，同時(shí)還進(jìn)行了不同尺寸試樣（試樣直徑?=50和100 mm）的動三軸試驗(yàn)，揭示了尺寸效應(yīng)對礫性土動力特性的影響.劉大鵬等[3]和閆春嶺等[4]分別對礫性土和飽和軟粘土在循環(huán)荷載作用下的累積應(yīng)變進(jìn)行了研究，分析了荷載頻率和動應(yīng)力幅值對累積應(yīng)變的影響.值得一提的是，閆春嶺等[4]還通過正交試驗(yàn)和方差分析研究了振動次數(shù)、荷載頻率、動應(yīng)力幅值3種因素兩兩共同作用時(shí)對累積應(yīng)變的影響規(guī)律.王勇等[5]進(jìn)行了細(xì)粒含量對飽和砂土動彈性模量與阻尼比影響的試驗(yàn)研究（試樣直徑?=39.1 mm），發(fā)現(xiàn)細(xì)粒含量以30%為臨界值，小于30%時(shí)，砂土的動力特性主要由粗粒起決定作用，大于30%后主要由細(xì)粒決定.王權(quán)民[6]和王艷麗[7]利用動三軸儀進(jìn)行了試樣直徑為?=39.1 mm的動三軸試驗(yàn)，研究了砂土的動模量和阻尼比，揭示了圍壓對動模量和阻尼比的影響規(guī)律.王權(quán)民等[6]還提出了描述孔壓變化規(guī)律的動孔壓模型，該模型能夠較好地描述砂土的動孔壓變化.除此之外，黃博等[8]采用動三軸儀施加不同的加荷波形模擬了高速列車荷載，得出室內(nèi)試驗(yàn)時(shí)可采用半正弦波在排水條件下進(jìn)行動力試驗(yàn)來模擬高速列車荷載.劉大鵬等[9]（試樣直徑? ?=100 mm）研究了含水率和圍壓、壓實(shí)度、動荷載作用頻率和初始靜偏應(yīng)力對臨界動應(yīng)力的影響，揭示了不同條件下臨界動應(yīng)力的變化規(guī)律.在數(shù)值模擬方面，POWRIE等[10]通過數(shù)值軟件模擬了列車運(yùn)行過程中，路基內(nèi)部土體應(yīng)力的變化，研究了鐵路路基的地應(yīng)力在列車運(yùn)行過程中的變化規(guī)律.Kaynia等[11]建立了用于列車運(yùn)行中路基地面響應(yīng)預(yù)測的數(shù)值模型，對實(shí)際工程中的路基條件進(jìn)行了模擬，并與實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較，得到了與實(shí)測值較吻合的結(jié)果.王家全等[12]還對砂土的靜三軸試驗(yàn)做了數(shù)值模擬研究，通過PFC3D離散元軟件建立加筋砂土三軸試驗(yàn)?zāi)Ｐ?，與室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比驗(yàn)證，探討了摩擦系數(shù)、剛度比和孔隙率等細(xì)觀參數(shù)對加筋砂土宏觀力學(xué)特性影響的敏感程度.動本構(gòu)關(guān)系研究方面，王婧等[13]根據(jù)動三軸試驗(yàn)的結(jié)果（試樣直徑?=100 mm），研究了不同條件下礫性土的動本構(gòu)關(guān)系，發(fā)現(xiàn)礫性土的動本構(gòu)關(guān)系可以采用Kondner 雙曲線模型對其進(jìn)行描述，并得出了不同條件下的模型參數(shù).雷華陽等[14]基于動三軸試驗(yàn)結(jié)果（試樣直徑?=39.1 mm），研究了結(jié)構(gòu)性軟土的動本構(gòu)關(guān)系，得出振動波形對結(jié)構(gòu)性軟土的動應(yīng)力-應(yīng)變類型影響不大，但對最大動彈模量和動剪切模量影響較為顯著.

綜上所述，目前對交通動載作用下飽和礫性土的動三軸試驗(yàn)研究較少，且多數(shù)采用的試樣為直徑????? ?≤100 mm的小尺寸試樣.為減少尺寸效應(yīng)對試驗(yàn)結(jié)果的影響以及更好地模擬實(shí)際工程，本文以交通動載下的礫性土路基為工程背景，開展了循環(huán)荷載下飽和礫性土的大尺寸（直徑?=150 mm）動三軸試驗(yàn)，研究了交通動載作用下飽和礫性土的動力特性，可為礫性土路基工程的設(shè)計(jì)施工提供借鑒與參考.

1??? 試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)內(nèi)容

1.1?? 試驗(yàn)設(shè)備

試驗(yàn)設(shè)備采用英國GDS儀器設(shè)備有限公司生產(chǎn)的DYNTTS電機(jī)控制高級動態(tài)三軸測試系統(tǒng)，如圖1所示.該系統(tǒng)包括儀器主機(jī)、壓力室、圍壓控制器、反壓控制器、荷重傳感器、孔壓傳感器、DCS 8通道數(shù)據(jù)采集控制盒 、GDSLAB數(shù)據(jù)采集及控制軟件等.可以施加的動載頻率為0～5 Hz，軸向荷載最大為10? kN.

1.2?? 試驗(yàn)材料

本試驗(yàn)采用的砂樣為廣西柳州本地的河砂，根據(jù)篩分試驗(yàn)分析其顆粒級配如表1所示，砂樣的不均系數(shù)Cu=5，曲率系數(shù)Cc=1.25，為級配良好的礫砂.具體粒組分布情況見圖2砂土顆粒級配曲線.

1.3?? 試驗(yàn)方案

通過對飽和砂土試樣施加不同動應(yīng)力幅值下的循環(huán)荷載進(jìn)行動三軸試驗(yàn).交通荷載在路基內(nèi)引起的是一種單脈沖形式的動應(yīng)力，是以一定的初始應(yīng)力值和一定的振幅循環(huán)變化的動應(yīng)力，如半正弦波的循環(huán)荷載形式[15].室內(nèi)試驗(yàn)中，可用半正弦波循環(huán)荷載模擬車輛通過時(shí)引起的復(fù)雜動應(yīng)力，從而研究路基的動力響應(yīng).為了更加貼切的模擬車輛荷載，試驗(yàn)選用循環(huán)荷載的波形為圖3所示的半正弦波.交通荷載的頻率受車輛行駛速度影響，并非是一個定值，一般在0.1～10.0 Hz之間[16]，本試驗(yàn)循環(huán)荷載加載頻率設(shè)置為?? 1 Hz.不同交通荷載作用下，循環(huán)應(yīng)力比R（R =σd/2σc，σd為豎向的動應(yīng)力，σc 為圍壓）大小一般不同，但循環(huán)應(yīng)力比一般在0.1～6.0范圍內(nèi)[17-18].本試驗(yàn)考慮GDS動三軸儀是按軸向壓力施加動應(yīng)力，因此，取每級軸向壓力增量為0.2 kN，循環(huán)應(yīng)力比取0.1～2.5.在圍壓100 kPa，固結(jié)應(yīng)力比Kc=1.0的條件下進(jìn)行動三軸試驗(yàn)，具體動力參數(shù)如表2所示.考慮試驗(yàn)材料選用礫性土，其顆粒直徑較大，為減小尺寸效應(yīng)的影響，采用直徑150 mm、高度300 mm的大尺寸試樣.

1.4?? 試驗(yàn)過程

試驗(yàn)在DYNTTS電機(jī)控制高級動態(tài)三軸儀上進(jìn)行，采用應(yīng)力控制模式進(jìn)行加載，排水條件為固結(jié)不排水.試驗(yàn)過程大致分5個部分進(jìn)行：①采用分層擊實(shí)的方法分6層進(jìn)行裝樣，裝樣過程中，為了保證試樣密實(shí)度相同，振搗次數(shù)控制在每層30次;②裝樣后，先對試樣進(jìn)行二氧化碳飽和，置換試樣孔隙中存在的空氣;③對試樣充水進(jìn)行反壓飽和，使試樣孔隙中未排干凈的少量空氣溶于水中，達(dá)到充分飽和的條件，檢測孔隙水壓力系數(shù)B值≥0.95時(shí)認(rèn)為試樣已經(jīng)飽和;④對飽和試樣進(jìn)行等向固結(jié)，待反壓體積保持不變時(shí)認(rèn)為試樣固結(jié)完成;⑤固結(jié)完成后即可對試樣施加循環(huán)動載.

動載的加載方式采用多級循環(huán)荷載短時(shí)振動方式，即在多級動應(yīng)力幅值下進(jìn)行短時(shí)循環(huán)荷載加載.試驗(yàn)選擇動應(yīng)力幅值從0.1 kN，基準(zhǔn)荷載0.1 kN開始，然后動應(yīng)力幅值與基準(zhǔn)荷載每級各增加0.1 kN.在每級動應(yīng)力幅值下振動循環(huán)次數(shù)設(shè)置為5次，取第3個循環(huán)的數(shù)據(jù)為有效數(shù)據(jù).每個循環(huán)的數(shù)據(jù)采集點(diǎn)設(shè)置為20個，由于頻率為1 Hz，則數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)是按每0.05 s采集1個數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集.

2??? 試驗(yàn)結(jié)果與分析

為分析礫性土在動載作用下的動力特性，分別分析動三軸試樣的應(yīng)力應(yīng)變特性、應(yīng)變與振動次數(shù)、動模量及動孔壓的變化關(guān)系.

2.1?? 礫性土應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系分析

如圖4所示，為飽和礫性土在圍壓100 kPa下，進(jìn)行多級循環(huán)荷載短時(shí)振動三軸試驗(yàn)所得到的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系曲線.從圖4中發(fā)現(xiàn)，應(yīng)力應(yīng)變曲線整體上呈遞增趨勢.在動應(yīng)力σd≤200 kPa，即動應(yīng)變εd≤2.36%時(shí)，曲線基本接近直線，試樣處于彈性階段.隨著動應(yīng)力的增加，動應(yīng)變也隨之增大.在動應(yīng)變εd≥2.36%后，隨著動應(yīng)力的增大，曲線的斜率開始減小，動應(yīng)變增長速度加快，有屈服的趨勢.這是由于在動應(yīng)變εd≥2.36%后，試樣出現(xiàn)塑性變形，土體開始發(fā)生部分塑性剪切破壞.

因此，在工程中，要盡量將循環(huán)荷載的動應(yīng)力控制在一定范圍內(nèi)，控制動應(yīng)變處于緩慢的線性增長階段，此時(shí)礫性土結(jié)構(gòu)尚處于穩(wěn)定狀態(tài)，有利于減小和控制土體在循環(huán)荷載作用下的變形.

2.2? 累積應(yīng)變與振次關(guān)系分析

施加動載時(shí)，試樣的軸向應(yīng)變是隨著循環(huán)荷載次數(shù)的增加逐漸累積的過程.研究累積應(yīng)變有助于分析長期交通動載作用下，飽和礫性土軸向應(yīng)變的發(fā)展趨勢.如圖5所示，隨著循環(huán)荷載加載次數(shù)的增加，試樣的軸向累積應(yīng)變是前緩后快的增長趨勢.軸向累積應(yīng)變ε≤2.6%時(shí)，曲線基本為直線，即軸向累積應(yīng)變的增長速率是恒定的.隨著振動次數(shù)的增加，軸向累積應(yīng)變ε>2.6%后，曲線的斜率逐漸增大，軸向累積應(yīng)變的增長速率逐漸增大.

對照圖5、圖6可以看出，試樣的體變量從振動開始就一直是增大的，也就是說從振動開始土體就開始產(chǎn)生剪脹變形.累積應(yīng)變ε≤2.6%時(shí)，試樣中由粗粒土構(gòu)建的土骨架結(jié)構(gòu)還未發(fā)生破壞，試樣的軸向累積應(yīng)變增長速率較緩.當(dāng)軸向累積應(yīng)變ε>2.6%，即振次N>50次后，試樣體變量與振次關(guān)系曲線的斜率開始增大，體變量的增長速率開始提高，試樣的剪脹變形更加劇烈，試樣中的土體開始發(fā)生剪脹破壞.由粗粒土形成的土骨架結(jié)構(gòu)被破壞，試樣內(nèi)部砂粒發(fā)生顆粒重組，從而導(dǎo)致軸向累積應(yīng)變的增長速率開始提高.

如圖7所示，為不同振次下動應(yīng)變隨時(shí)間變化的動應(yīng)變時(shí)程曲線.從圖中可以看出，隨著振次的增加，動應(yīng)變增長的幅度越大.從單條曲線看，振次越大單根曲線斜率的變化更加顯著.對比振次N=3和N=120這兩條曲線會發(fā)現(xiàn)，N=3時(shí)一個循環(huán)內(nèi)動應(yīng)變的變化很小，曲線基本水平.N=120時(shí)一個循環(huán)內(nèi)動應(yīng)變會出現(xiàn)一個峰值，這是由于振動過程中動應(yīng)力幅值是逐級增加的，動應(yīng)力幅值越大，單個循環(huán)內(nèi)的動應(yīng)變幅值相應(yīng)也會增大.從每條曲線之間的動應(yīng)變差值來看，分析動應(yīng)變的增長率如表3所示，表3中動應(yīng)變的增長率是相鄰曲線間動應(yīng)變的差值與總應(yīng)變的比值.由表3可發(fā)現(xiàn)，隨著振次的增加，動應(yīng)變的增長率隨之增大，尤其是N=3和N=120這兩個循環(huán)的動應(yīng)變增長率相差20%.這與上面分析的累積應(yīng)變隨振次的增加曲線斜率增大的規(guī)律相符合.

2.3?? 動模量與動應(yīng)變關(guān)系分析

動彈性模量是研究砂土動力特性的一個重要參數(shù)指標(biāo).研究動彈性模量有助于分析礫性土路基在短時(shí)動載下動應(yīng)變的發(fā)展規(guī)律.如圖8所示，在圍壓100 kPa下，試樣的動彈性模量隨著動應(yīng)變的增加呈現(xiàn)出驟減→略增→減小的趨勢.當(dāng)動應(yīng)變εd≤0.8%時(shí)，動模量隨著動應(yīng)變的發(fā)展呈現(xiàn)出迅速減小的趨勢.

由于試驗(yàn)采用的土樣為級配良好礫砂，其容易被壓實(shí)，在裝樣時(shí)采取分層擊實(shí)方式，使試樣的壓實(shí)度達(dá)到密實(shí)狀態(tài).結(jié)合圖6和圖8可以發(fā)現(xiàn)，在開始施加循環(huán)荷載時(shí)，試樣的體變量逐漸增大，土體發(fā)生剪脹變形，從而動模量迅速減小.當(dāng)動應(yīng)變0.8%≤εd≤2.6%時(shí)，隨著循環(huán)荷載的持續(xù)加載，動應(yīng)變繼續(xù)發(fā)展，動模量呈現(xiàn)出小幅度增加的趨勢，這是因?yàn)橥馏w在剪脹過程中發(fā)生了顆粒重組，應(yīng)力應(yīng)變曲線在局部呈現(xiàn)出遞增的趨勢.當(dāng)動應(yīng)變εd≥2.6%時(shí)，隨著動應(yīng)變的增加，動模量逐漸減小，且減小的速率漸漸變大.

圖9所示的已破壞試樣亦可看出，試樣經(jīng)過循環(huán)荷載作用后中部出現(xiàn)明顯鼓脹，顆粒間孔隙變大.隨著動應(yīng)力幅值的逐級增大，礫性土土體發(fā)生剪脹變形也愈加劇烈，孔隙比不斷變大，導(dǎo)致土體越來越疏松，從而使動模量不斷減小且減小的速率越來越大.

2.4?? 動孔壓與動應(yīng)變關(guān)系分析

如圖10所示，動孔壓與動應(yīng)變曲線呈局部振蕩，整體遞減趨勢;隨著動應(yīng)變的增加，曲線局部振蕩的振幅逐漸增大.本試驗(yàn)循環(huán)荷載的加載方式為多級短時(shí)循環(huán)荷載加載方式，因而動應(yīng)力幅值是逐級遞增的.此外，由于試樣處于密實(shí)狀態(tài)，在開始施加動載時(shí)，試樣同步發(fā)生剪脹變形.由于動應(yīng)力幅值的不斷增大，動應(yīng)變幅值也相應(yīng)的增加，累積應(yīng)變隨之增大.動應(yīng)力幅值增大的過程中，剪脹變形的程度也會越發(fā)劇烈，最后導(dǎo)致試樣剪切破壞.試樣在剪脹變形過程中，試樣孔隙體積不斷擴(kuò)大，由于振動過程是保持反壓體積不變，也就是振動在不排水條件下進(jìn)行.飽和試樣振動開始前，孔隙是完全被水充滿的，隨著土體的剪脹變形，試樣中的孔隙體積變大，而孔隙水的體積保持不變，導(dǎo)致孔隙水壓力逐漸減小，并且動應(yīng)力幅值越大動孔壓在一個循環(huán)內(nèi)的變化幅度也就越大，體現(xiàn)在圖10中就是動孔壓與動應(yīng)變關(guān)系曲線局部振蕩的幅度隨動應(yīng)變的增加逐漸變大.

3??? 結(jié)論

1）交通動載作用下，礫性土的應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系整體上呈遞增的趨勢.在動應(yīng)變εd≤2.36%時(shí)，礫性土動應(yīng)變隨動應(yīng)力呈線彈性增長;動應(yīng)變εd>2.36%后，土體出現(xiàn)塑性變形，礫性土動應(yīng)變隨動應(yīng)力增長加快，呈非線性加速發(fā)展趨勢.

2）礫性土軸向動應(yīng)變隨振動次數(shù)逐漸增大，礫性土骨架發(fā)生顆粒重組，隨著動應(yīng)力幅值的逐級增加，動應(yīng)變的增長率隨振次的增加而增大，振次N=3和N=120對應(yīng)動應(yīng)變增長率相差達(dá)20%.

3）礫性土動彈性模量隨著動應(yīng)變增加整體呈現(xiàn)驟減→略增→減小的趨勢，其中在1%<εd<3%范圍時(shí)，動彈模出現(xiàn)小幅增長.

4）密實(shí)的飽和礫性土在多級短時(shí)荷載作用下，產(chǎn)生剪脹變形，而且隨著動應(yīng)力幅值的增大，剪脹變形繼續(xù)增大，而對應(yīng)動孔壓隨動應(yīng)變呈局部振蕩整體遞減的趨勢.

參考文獻(xiàn)

[1]???? 張瑞濱. 礫性土剪切波速影響因素研究[D].哈爾濱：中國地震局工程力學(xué)研究所，2015.

[2]???? 許華青. 礫性土動剪切模量和阻尼比試驗(yàn)研究[D].鄭州： 華北水利水電大學(xué)，2017.

[3]???? 劉大鵬，楊曉華，王婧，等. 礫類土在循環(huán)荷載作用下的變形影響因素試驗(yàn)研究[J].鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2014，11（4）：68-72.

[4]???? 閆春嶺，唐益群，劉莎. 地鐵荷載下飽和軟黏土累積變形特性[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2011，39（7）：978-982.

[5]???? 王勇，王艷麗. 細(xì)粒含量對飽和砂土動彈性模量與阻尼比的影響研究[J]. 巖土力學(xué)，2011，32（9）：2623-2628.

[6]???? 王權(quán)民，李剛，陳正漢，等. 廈門砂土的動力特性研究[J]. 巖土力學(xué)，2005，26（10）：1628-1632.

[7]???? 王艷麗，胡勇. 飽和砂土動力特性的動三軸試驗(yàn)研究[J]. 地下空間與工程學(xué)報(bào)，2010，6（2）：295-299.

[8]???? 黃博，丁浩，陳云敏. 高速列車荷載作用的動三軸試驗(yàn)?zāi)M[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2011，33（2）：195-202.

[9]???? 劉大鵬，楊曉華，王婧，等. 新疆三莎高速公路礫類土的臨界動應(yīng)力試驗(yàn)研究[J].新疆大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2016，33（4）：481-485.

[10]?? POWRIE W，YANG L A，CLAYTON C R I. Stress changes in the ground below ballasted railway track during train passage[J]. Journal of Rail and Rapid Transit，2007，221（2）：247–262.

[11]?? KAYNIA A M，MADSHUS C，ZACKRISSON P. Ground vibration from high-speed trains：prediction and countermeasure[J]. Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering，2000，126（6）：531–537.

[12]?? 王家全，施春虎，王宇帆. 加筋砂土三軸試驗(yàn)細(xì)觀參數(shù)對宏觀特性影響分析[J]. 廣西科技大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，25（1）：1-6，99.

[13]?? 王婧，劉大鵬，楊曉華. 交通荷載作用下礫類土動本構(gòu)關(guān)系試驗(yàn)研究[J]. 重慶交通大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2017，36（8）：49-53.

[14]?? 雷華陽，姜巖，陸培毅，等. 交通荷載作用下結(jié)構(gòu)性軟土動本構(gòu)關(guān)系的試驗(yàn)研究[J].巖土力學(xué)，2009，30（12）：3788-3792.

[15]?? 王常晶，陳云敏. 交通荷載引起的靜偏應(yīng)力對飽和軟黏土不排水循環(huán)性狀影響的試驗(yàn)研究[J].巖土工程學(xué)報(bào)，2007（11）：1742-1747.

[16]?? 楊帆. 軌道交通荷載下西安原狀黃土的動力特性研究[D].西安： 西安理工大學(xué)，2018.

[17]?? 唐益群，王艷玲，黃雨，等.地鐵行車荷載下土體動強(qiáng)度和動應(yīng)力-應(yīng)變關(guān)系[J].同濟(jì)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2004，32（6）：701-704.

[18]?? 蔡袁強(qiáng)，趙莉，曹志剛，等.不同頻率循環(huán)荷載下公路路基粗粒填料長期動力特性試驗(yàn)研究[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2017，36（5）：1238-1246.

Dynamic triaxial test analysis of gravel soil under traffic dynamic load

CHANG Zhenchao， WANG Jiaquan*， ZHOU Yuanwu， HUANG Shibin

（School of Civil Engineering and Architecture， Guangxi University of Science and Technology，

Liuzhou 545006， China）

Abstract： In order to investigate the dynamic characteristics of gravel soil under traffic load， GDS???? advanced dynamic triaxial test system was used to carry out large-scale dynamic triaxial test on?????? well-graded gravel soil. The test results show that under cyclic loading， the stress and strain relation of gravel soil is increasing on the whole. When the dynamic strain is less than or equal to 2.36%， the????? dynamic strain of gravel soil increases linearly with the dynamic stress. After the dynamic strain?????????? was greater than 2.36%， the soil body appeared plastic deformation， and the dynamic strain of gravel soil presented a trend of non-linear acceleration. The axial dynamic strain of gravel soil? increases with the number of vibration and the growth rate of dynamic strain increases with the number of vibration. As the dynamic strain increases， the dynamic elastic modulus of the gravel soil shows a tendency of sharp decrease， slight increase and decrease. Under the action of multi-stage and short-term loads， the compacted gravel soil produces shear expansion deformation， and the dynamic strain of the dynamic pore pressure shows an overall decreasing trend of local oscillation.

Key words： gravel soil; dynamic triaxial test; traffic dynamic load; cumulative strain; dynamic modulus