[发明专利]一种确定循环动荷载下泥化夹层累积应变模型的方法

权利要求书

1.一种确定循环动荷载下泥化夹层累积应变模型的方法，其特征在于：该方法包括如下步骤：

步骤一：泥化夹层试样分组：根据现场采取的泥化夹层样，按照若干种不同基本物理性质指标因素的若干种因素水平，和若干种不同赋存环境因素的若干种因素水平，进行排列组合，将泥化夹层试样分为若干组；

步骤二：泥化夹层动三轴试验：将所述步骤一中的若干组泥化夹层试样按照土工室内试验规程分别进行动三轴试验，并记录每一组泥化夹层试样的试验数据；

步骤三：试验数据分析：根据所述步骤二中的每一组泥化夹层试样的试验数据，获得各组泥化夹层累积应变模型。

2.根据权利要求1所述的一种确定循环动荷载下泥化夹层累积应变模型的方法，其特征在于：所述泥化夹层是一种特殊类型土，其成因机制与普通土不同，工程性质也与普通土之间存在较大差异，进行泥化夹层分组时需要先进行泥化夹层的岩矿鉴定和物质成分分析；除干湿状态、应力状态、荷载条件因素外，主要矿物成分、化学成分、颗粒级配、赋存环境因素都应考虑在内。

3.根据权利要求1所述的一种确定循环动荷载下泥化夹层累积应变模型的方法，其特征在于，所述步骤二中泥化夹层动三轴试验包括以下步骤：

（1）在动三轴试验机上装好泥化夹层试样并按照试验规程进行固结；

（2）根据实际模拟试验条件选择或设定相应的控制开关和参数；

（3）施加逐级增长的动荷载，根据实际工程所在地的地震烈度确定每一级动荷载循环周次并保持一致。

4.根据权利要求3所述的一种确定循环动荷载下泥化夹层累积应变模型的试验方法，其特征在于：所述逐级增长的动荷载，每一级的动荷载增幅与最终施加的动荷载幅值首先与试验泥化夹层试样自身的发育性质有关，其次与试验设定的赋存环境条件有关，需要根据实际的试验情况进行调整。

5.根据权利要求1所述的一种确定循环动荷载下泥化夹层累积应变模型的方法，其特征在于，所述步骤三中获得各组泥化夹层累积应变模型包括以下步骤：

（1）分别在普通直角坐标系或半对数坐标系中画出每一组泥化夹层试样的累积应变与循环周次关系曲线；

（2）利用专业数据拟合软件处理得到适合所有组泥化夹层试样累积应变与循环周次关系曲线模型的经验公式，并选择符合工程实际的最优项；建立循环动荷载下泥化夹层累积应变模型；

（3）验证泥化夹层累积应变模型的合理性及其对各种类型泥化夹层的适用性。

6.根据权利要求1所述的一种确定循环动荷载下泥化夹层累积应变模型的方法，其特征在于，所述步骤三中的试验数据分析还可以是针对泥化夹层动应力-动应变本构关系的分析，包括以下步骤：同一坐标系下，绘制同一围压条件下泥化夹层动应力与动应变的关系曲线，即循环动荷载作用下泥化夹层的动应力-动应变本构关系；根据泥化夹层的动应力-动应变本构关系可以推得泥化夹层的动力参数；其中用累积应变表示泥化夹层的动应变。

7.根据权利要求1所述的一种确定循环动荷载下泥化夹层累积应变模型的方法，其特征在于，所述步骤三中的数据分析也包括泥化夹层累积应变影响因素的机制分析，步骤如下：

（1）采用正交试验分析方法分析泥化夹层累积应变的因素效应；用所述正交试验分析结果中某一列因素某一水平对应的泥化夹层累积应变之和的平均值表示该因素水平对泥化夹层累积应变的影响；

（2）用所述正交试验分析结果中的极差分析结果表示各因素对泥化夹层累积应变的贡献率；贡献率越大，泥化夹层累积应变对该影响因素的敏感度越高；

（3）定义所述正交试验分析结果中某一因素某一水平对应的泥化夹层累积应变之和的平均值与该因素某一水平对应的泥化夹层累积应变之和的平均值的最大值之比为泥化夹层累积应变因素效应指标；泥化夹层累积应变因素效应指标随因素水平的增长或降低及增长或降低的百分比即反映泥化夹层累积应变随该因素水平变化的机制。

8.根据权利要求1所述的一种确定循环动荷载下泥化夹层累积应变模型的方法，其特征在于，所述步骤三中的数据分析还包括泥化夹层累积应变曲线中初始塑性损伤周次的确定，包括以下步骤：对泥化夹层累积应变模型二阶导数等于0的方程求解，若无二阶导数则对其一阶导数等于1的方程求解，解析解即为泥化夹层积累积应变曲线中应变突增点；泥化夹层积累积应变曲线中初始塑性损伤周次对应的累积应变即为泥化夹层发生塑性损伤时累积塑性变形的阈值。