多级分阶段动荷载作用下饱和软黏土变形特性的研究

李哲瀚; 咸甘玲; 兰景岩; 骆超荣; 莫红艳

doi:10.13409/j.cnki.jdpme.20250430055

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多级分阶段动荷载作用下饱和软黏土变形特性的研究

“第七届防灾减灾工程会议”专题 | 更新时间：2026-01-07

- 多级分阶段动荷载作用下饱和软黏土变形特性的研究
- Study on Deformation Characteristics of Saturated Soft Clay under Multi‑level Staged Dynamic Loads
- 防灾减灾工程学报 2025年45卷第6期页码：1515-1524
- 作者机构：
  
  1.桂林理工大学土木工程学院，广西桂林 541004
  2.燕山大学建筑工程与力学学院，河北秦皇岛 066004
  3.燕山大学深圳研究院，广东深圳 518063
- 作者简介：
  
  李哲瀚（1999—），男，硕士研究生。主要从事软土动力特性方面的研究。E-mail: 1305796907@qq.com
  兰景岩（1981—），男，教授，博士。主要从事土动力学与岩土地震工程研究。E-mail: lanjy1999@163.com
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金项目(52368068;52168067)
- DOI：10.13409/j.cnki.jdpme.20250430055
  中图分类号： TU 435;TU 447
- 收稿：2025-04-30，
  
  修回：2025-06-19，
  
  纸质出版：2025-12-28
- 稿件说明：
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李哲瀚,咸甘玲,兰景岩等.多级分阶段动荷载作用下饱和软黏土变形特性的研究[J].防灾减灾工程学报,2025,45(06):1515-1524.

LI Zhehan,XIAN Ganling,LAN Jingyan,et al.Study on Deformation Characteristics of Saturated Soft Clay under Multi‑level Staged Dynamic Loads[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2025,45(06):1515-1524.
李哲瀚,咸甘玲,兰景岩等.多级分阶段动荷载作用下饱和软黏土变形特性的研究[J].防灾减灾工程学报,2025,45(06):1515-1524. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20250430055.

LI Zhehan,XIAN Ganling,LAN Jingyan,et al.Study on Deformation Characteristics of Saturated Soft Clay under Multi‑level Staged Dynamic Loads[J].Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering,2025,45(06):1515-1524. DOI： 10.13409/j.cnki.jdpme.20250430055.

摘要

为探讨饱和软黏土在多级循环荷载作用下的动力特性和累积变形规律，利用多级分阶段循环动三轴试验模拟“前‑主‑余”序列型地震动荷载，研究分析了间歇性组合循环应力比、加载频率及破坏振次对饱和软黏土变形和强度特性的影响，并据此提出一种多因素影响的多级分阶段动荷载作用下的软黏土累积塑性应变发展的数学模型。研究结果表明：动荷载施加初期软黏土的动强度由于振动压实而提高，同时加剧了破坏时的结构损伤，导致残余强度降低；受主余震型循环应力比的影响，软黏土在多级分阶段动荷载作用下的累积变形会呈现出稳定型、发展型和破坏型三种不同形态；前主震型动荷载作用下软黏土的动强度随加载频率的增大而降低，余震动荷载作用下软黏土的动强度受加载频率与破坏振次的共同影响。本研究建立了以破坏振次为主要拟合参数的软黏土变形预测模型，可为序列型地震动荷载作用下的岩土体累积变形发展和稳定性评价提供工程参考。

Abstract

To investigate the dynamic characteristics and cumulative deformation behavior of saturated soft clay under multi-level cyclic loading

a multi-level staged cyclic dynamic triaxial test was used to simulate the Foreshock-Mainshock-Aftershock sequential seismic loading. The effects of intermittent combined cyclic stress ratio

loading frequency

and the number of cycles to failure on the deformation and strength characteristics of saturated soft clay were studied and analyzed. On this basis

a mathematical model describing the development of cumulative plastic strain of soft clay under multi-level staged dynamic loading

incorporating multiple influencing factors

was proposed. The research results indicated that the dynamic strength of soft clay increased during the initial stage of dynamic loading due to vibration-induced compaction

while the structural damage during failure was intensified

leading to a reduction in residual strength. Under the influence of the mainshock-aftershock type cyclic stress ratio

the cumulative deformation of soft clay under multi-level staged dynamic loading exhibited three different patterns: stable

progressive

and failure types. Under the foreshock-mainshock type dynamic loading

the dynamic strength of soft clay decreased with increasing loading frequency

whereas under aftershock loading

it was jointly affected by both loading frequency and the number of cycles to failure. A deformation prediction model for soft clay

using the number of cycles to failure as the main fitting parameter

was established in this study. The model provides an engineering reference for evaluating the development of cumulative deformation and the stability of geomaterials under sequential seismic dynamic loading.

关键词

Keywords

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