Experimental Study on Dynamic Characteristics of Loess in Xining Area under Freeze⁃thaw Cycles

TANG Xin; ZHANG Wuyu; TONG Guoqing; TANG Xiongyu; LIU Chengkui

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.20211111047

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Experimental Study on Dynamic Characteristics of Loess in Xining Area under Freeze⁃thaw Cycles

更新时间：2025-09-25

- Experimental Study on Dynamic Characteristics of Loess in Xining Area under Freeze⁃thaw Cycles
- Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering Vol. 43, Issue 4, Pages: 887-895(2023)
- 作者机构：
  
  1.青海大学土木工程学院，青海西宁 810016
  2.青海省建筑节能材料与工程安全重点实验室，青海西宁 810016
  3.青海省高原绿色建筑与生态社区重点实验室，青海西宁 810008
  4.青海省建筑建材科学研究院有限责任公司，青海西宁 810008
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.20211111047
  CLC： TU43
- Received：11 November 2021，
  
  Revised：2022-04-14，
  
  Published：28 August 2023
- 稿件说明：
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唐鑫,张吾渝,童国庆等.冻融循环作用下西宁地区黄土动力特性试验研究[J].防灾减灾工程学报,2023,43(04):887-895.

TANG Xin,ZHANG Wuyu,TONG Guoqing,et al.Experimental Study on Dynamic Characteristics of Loess in Xining Area under Freeze⁃thaw Cycles[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2023,43(04):887-895.
唐鑫,张吾渝,童国庆等.冻融循环作用下西宁地区黄土动力特性试验研究[J].防灾减灾工程学报,2023,43(04):887-895. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20211111047.

TANG Xin,ZHANG Wuyu,TONG Guoqing,et al.Experimental Study on Dynamic Characteristics of Loess in Xining Area under Freeze⁃thaw Cycles[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2023,43(04):887-895. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20211111047.

摘要

黄土作为一种广泛分布在青海省境内的特殊土，长期承受冻融循环与地震荷载的双重影响，其地震易损性和水敏性的问题一直被广泛讨论。为寻求黄土在冻融循环和动荷载耦合作用下动力特性的变化规律，以西宁地区黄土为研究对象，施加正弦波形式的循环动荷载，开展动三轴试验，分析了围压、冻融循环次数和动剪应变幅值

对黄土的骨干曲线、动剪切模量

、动剪切模量比

max

及阻尼比

的演变规律。结果表明：黄土的骨干曲线在经历6次冻融循环后趋于稳定，可将骨干曲线的发展过程分为弹性阶段和弹塑性阶段；分别采用Hardin⁃Drnevich模型和改进的Hardin⁃Drnevich模型对动剪切模量曲线进行拟合，发现用改进的Hardin⁃Drnevich模型拟合动力参数效果较好；随着围压的降低，

d max

⁃

关系曲线分布更为分散且有逐渐减小的变化趋势；随着

的增大，

不断增大，且土体在各围压条件下，经历不同冻融循环次数后，

d max

和

存在最大值和最小值。该研究初步掌握了青海地区黄土在冻融循环作用下的动力学参数，研究成果可为寒区抗震设计提供设计参考。

Abstract

As a kind of special soil widely distributed in Qinghai Province， loess has long been impacted by both freeze-thaw cycle and seismic loading. The seismic susceptibility and water sensitivity of loess have been widely discussed. Taking loess in Xining area as the research object， the change rule of dynamic properties of loess under the coupling effect of freeze-thaw cycle and dynamic load was studied. The dynamic triaxial test with cyclic dynamic load in the form of sinusoidal wave was carried out， and the evolution laws of perimeter pressure， the number of freeze-thaw cycles and the amplitude of dynamic shear strain

on the backbone curve of loess， the dynamic shear modulus

， the dynamic shear modulus ratio

d max

， and the damping ratio

were analyzed. The results show that： the backbone curve of loess tends to be stabilized after 6 freeze-thaw cycles， and the development process of the backbone curve can be divided into elastic and elastoplastic stages； the dynamic shear modulus curve is fitted by Hardin-Drnevich model and improved Hardin-Drnevich model respectively， and it is found that the dynamic parameters are fitted better with the improved Hardin-Drnevich model； with the reduction of the perimeter pressure， the distribution of

d max

relationship curve is more dispersed and has a tendency to decrease gradually； with the increase of

，

is increasing； after the loess experiences different numbers of freezing and thawing cycles， there are maximum and minimum values of

d max

and

under various conditions of perimeter pressures. This study provided a preliminary understanding on the dynamic parameters of loess in the Qinghai region under the action of freeze-thaw cycle， and the research results can provide references for seismic design in cold regions.

关键词

Keywords

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